Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом
В настоящей работе изучены закономерности протекания начальной стадии этой реакции. Исследование проводили в проточном реакторе весовым методом с помощью отсчетно-измерительной установки с механотронным преобразователем, которая позволила вести непрерывную запись изменения веса образца по ходу реакц...
Saved in:
| Date: | 1983 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Series: | Украинский химический журнал |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182501 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом / А.И. Зеленина, Д.Н. Tменов, А.В. Табаков, В.Л. Бабиченко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 4. — С. 359-362. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182501 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1825012025-02-23T19:10:47Z Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом Formation and Growth of Magnesium Chloride Nuclei in Interaction of Hydrogen Chloride with the Magnesium Accepting Contact Зеленина, А.И. Тменов, Д.Н. Табаков, А.В. Бабиченко, В.Л. Неорганическая и физическая химия В настоящей работе изучены закономерности протекания начальной стадии этой реакции. Исследование проводили в проточном реакторе весовым методом с помощью отсчетно-измерительной установки с механотронным преобразователем, которая позволила вести непрерывную запись изменения веса образца по ходу реакции. 1983 Article Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом / А.И. Зеленина, Д.Н. Tменов, А.В. Табаков, В.Л. Бабиченко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 4. — С. 359-362. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182501 541.12.0124 ru Украинский химический журнал application/pdf Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Зеленина, А.И. Тменов, Д.Н. Табаков, А.В. Бабиченко, В.Л. Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом Украинский химический журнал |
| description |
В настоящей работе изучены закономерности протекания начальной стадии этой реакции. Исследование проводили в проточном реакторе весовым методом с помощью отсчетно-измерительной установки с механотронным преобразователем, которая позволила вести непрерывную запись изменения веса образца по ходу реакции. |
| format |
Article |
| author |
Зеленина, А.И. Тменов, Д.Н. Табаков, А.В. Бабиченко, В.Л. |
| author_facet |
Зеленина, А.И. Тменов, Д.Н. Табаков, А.В. Бабиченко, В.Л. |
| author_sort |
Зеленина, А.И. |
| title |
Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом |
| title_short |
Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом |
| title_full |
Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом |
| title_fullStr |
Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом |
| title_full_unstemmed |
Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом |
| title_sort |
образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182501 |
| citation_txt |
Образование и рост ядер хлорида магния при взаимодействии хлористого водорода с магниевым акцентирующим контактом / А.И. Зеленина, Д.Н. Tменов, А.В. Табаков, В.Л. Бабиченко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 4. — С. 359-362. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT zeleninaai obrazovanieirostâderhloridamagniâprivzaimodejstviihloristogovodorodasmagnievymakcentiruûŝimkontaktom AT tmenovdn obrazovanieirostâderhloridamagniâprivzaimodejstviihloristogovodorodasmagnievymakcentiruûŝimkontaktom AT tabakovav obrazovanieirostâderhloridamagniâprivzaimodejstviihloristogovodorodasmagnievymakcentiruûŝimkontaktom AT babičenkovl obrazovanieirostâderhloridamagniâprivzaimodejstviihloristogovodorodasmagnievymakcentiruûŝimkontaktom AT zeleninaai formationandgrowthofmagnesiumchloridenucleiininteractionofhydrogenchloridewiththemagnesiumacceptingcontact AT tmenovdn formationandgrowthofmagnesiumchloridenucleiininteractionofhydrogenchloridewiththemagnesiumacceptingcontact AT tabakovav formationandgrowthofmagnesiumchloridenucleiininteractionofhydrogenchloridewiththemagnesiumacceptingcontact AT babičenkovl formationandgrowthofmagnesiumchloridenucleiininteractionofhydrogenchloridewiththemagnesiumacceptingcontact |
| first_indexed |
2025-11-24T15:06:11Z |
| last_indexed |
2025-11-24T15:06:11Z |
| _version_ |
1849684678637780992 |
| fulltext |
шее увеличение содержания кобальта не приводит к изменению пара
метра обращенности. Таким образом, в процессе спекания марганец
кобальтового феррита сохраняется тенденция ~n и Со занимать крис
сталлохимические позиции, характерные для соответствующих моно
ферритов [5].
Параметр кристаллической решетки а (см. рисунок) не имеет от
клонений от правила Вегарда.
1. Чалый В. П; Новосадова Е. Б. Исследование индивидуальных гпдроокпсей марган
ца (11) и железа (11).- Укр. хим. журн., 1970,36) N28, с. 771-776.
2. Мессбаиэровские исследовании системы гидроокисей марганца (11), кобальта (11) JI
железа (111) / Е. В. Пашкова, В. П. Иваницкий. П. О. ВО3НЮК Jl др.- 1а\1 же, 1981,
47, .NQ 11, С. 1183-] 188.
3. Sawatzky С. A' I Van Der WOlldc Р., Morrisll А. н. i\;\nssballcr stLlC]Y of scveral Гег
пгпаяпепс spincls.- Phys. Rcv., 1969, 187, N 2, р. 747-757.
4. Sawatzky О. А., Van Der Woude Р., Morrish А. Н. Cation distгiы1iопss in осгапеёга!
and tetrahcdral siter of Пте ferrimagnetig spincl CoFeZ04.- Z. Арр]. Рпув., 1968, 39,
N 2, р. 1204-1206.
5. Силидее Ю., Сато .Х. Ферриты.- 1\\. : Nlир, 1964.-40.7 с.
Инсгигут общей 11 неоргапической химии
АН ус·ср
УДК 541.12.0124
ОБРАЗОВАНИЕ И РОСТ ЯДЕР ХЛОРИДА МАГНИЯ
ПРИ ВЗАИМОДЕйСТВИИХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА
С МАГНИЕВЫМ АКЦЕПТИРУЮЩИМКОНТАКТОМ
А. и. Зеленина, Д. Н. Тменов, А. В. Табаков, В. л. Бабиченко
Постелила
21 мая 1982 г.
(1)
Возможность использования контактов, солержащих оксиды метал
лов l-й и 2-й групп для очистки газовых потоков от галоидводородов,
в частности хлористого водорода, показана в [1, 2]. В основе процесса
очистки лежит топохимическая реакция между мелкодисперсным ок
сидом магния и хлористым водородом:
MgO + знсг.; MgClz + Н2О;
Атв + Gга з ---+ Втв + Dгаз .
В настоящей работе изучены закономерности протекания началь
ной стадии этой реакции. Исследование проводили в проточном реакто
ре весовым методом с помощью отсчетно-измерительной установки с
механотронным преобразовате.пем [3], которая позволила вести не
прерывную запись изменения веса образца по ходу реакции. Контакт
получали в виде шариков диаметром 2-3 мм по методу, описанному
ранее [1, 2]. Количество оксида магния в образце контакта составляло
5,3 О/о. Удельная поверхность контакта, определяемая хроматогр афичс
ски методом тепловой десорбции азота, составляла 1,1 м2/г [4]. Удель
ная поверхность частиц оксида магния в контакте равна 2--17,6 м2 на
1 г оксида магния. Кинетику реакции изучали в интервале температур
258-400 о при разбавлении потока хлористого водорода аргоном в
соотношении 1: 10, линейной скорости ro газовой смеси в реакторе
5 см/с при 3050 и 7,14 при температуре 4000, исключающей влияние вне ..
шней диффузии (табл. 1).
Изучение кинетики реакции на гранулах различного размера, по
лучаемых дроблением образцов контакта диаметром 2-3 мм, показа
ло, что в транспортныхпорах носителя диффузионноесопротивлениеот
сутствует. Значения наблюдаемыхскоростей реакции рассчитывалидиф
ференцированием зависимостей количества поглощенного хлористого
водорода от времени. Характерные дифференциальные кривые приве
дены на рис. 1, из которого видно, что в начальный период скорость
~!КРАИНСКИй химичвскии ЖУРНАЛ, гоаз. т. 49, N!! 4 359
реакции незначительна, затем быстро растет и, достигая максималь
нога значения, падает. Это объясняется образованием, ростом и слия
нием ядер хлорида магния на поверхности оксида и последующим про
движением поверхности раздела фаз внутрь частиц активного ком
понента. Максимальная поверхность раздела фаз относится к моменту,
предшествующему перекрыванию ядер новой фазы, и соответствует
максимальной наблюдаемой скорости реакции. В результате образова ...
Таблица 1
Ваияние линейной скорости газового потока
на величину максимальной скорости реакuии
Рис. 1. Зависимости скорости реак
ЦИИ акцептирования хлористого водо
рода от времени при разных темпера
турах, ОС: 1-273; 2-30'5; 3-333;
4-363; 5-400.
t. -с
305
400
со. еи]« WMaKc' мин- 1
1,47 2,68
2,1 5,27
2,8 7,13
3,57 9,28
4,83 11,75
7,14 10,88
5,17 21,5
7,14 28,5
9,0 28,1
ния сплошного слоя хлорида магния на поверхности оксида и увели
чения его толщины скорость реакции снижается, что связано с умень
шением реакционной поверхности и ростом диффузионного сопротив
ления в нем.
Удельные скорости реакции могут быть найдены на основании ки
нетических данных суммарного процесса, включающего различные его
Рис. 2. Микрофото- .
графин поверхности
монокристалла окси
да магния: а - исход
ное состояние; б
при обработке хло
ристым водородом
1 с; в - 2 с.
стадии [5]. Форму ядер новой фазы (хлорида магния) определяли, изу
чая поверхность кристаллов окиси магния после взаимодействия с не!
методом электронной микроскопии.
Образцы кристаллического оксида магния получали раскалыва
нием монокристаллов оксида вдоль базисных граней. Образцы обра
батывали в проточном реакторе при 3000 газообразным хлористым во
дородом в смеси с аргоном при отношении не}: Ar= 1 : 10 с после ...
дующим охлаждением в токе аргона, затем вынимали из реактора и
поверхность скола монокристалла оттеняли слоем золота, нанесенно
го методом вакуумной конденсации. Полученные образцы подвергали
микроскопическому исследованию на растровом электронном микроско
пе JSM-U3.
Фотографии сколов кристаллов при увеличении Х 18000 приведе
вы на рис. 2. Видно, что на поверхности исходного оксида магния
имеются четко выраженные кристаллографические дефекты. На
рис. 2, б, в приведен участок поверхности оксида магния после обра
ботки газообразным хлористым водородом. Видны зародыши фа
зы хлорида магния, локализованные в местах кристаллографических
360 УКРАИНСКИй химичкскии ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, Х2 4
дефектов. Ядра имеют сферическую форму, размеры и количество их
увеличивается во времени. Для сферических частиц, исходя из допу
щения о независимом росте ядер, скорость образования ядер фазы
твердого продукта можно выразить уравнениями степенного или экспо
ненциального законов [5].
Используя данные, полученные гравиметрическим методом, опре
делили закон образования ядер на поверхности магниевого акцепти..
6/i58
б.
,f(}42J426
w·/o-~ мин:'
10
8
сх,
И{JС.%
zO
6·
1,5
4 1,2
2 0,8
2 ~,MUH"'"
с
Рис. 3. Линеаризация степенного закона образования зародышей фазы хлорида маг
ния при /, о С: 1-273; 2-305; 3-333.
Рис. 4. Определение количества перекрывающихся ядер в момент максимальной ско
рости реакции при /, ОС: а - 273; б - 305; в - 333.
. о
руюшего контакта 'в начальный период реакции, Экспериментальные
данные хорошо укладываются на прямую в координатах степенного
уравнения (рис. 3). Вблизи максимума скорости реакции наблюдается
некоторое отклонение от линейной зависимости, по-видимому, в резу
льтате перекрывания ядер продукта реакции.
Следовательно, удельные скорости реакции могут быть рассчита
ны на основании степенного закона образования зародышей по фор
муле [4]
w __~qaM(JKC
уд - лgSdТ С '
6 макс
где аманс - степень превращения в момент максимума; g - вес навес ..
ки, г; Sg - удельная поверхность твердого оксида магния: Тмано - вре
мя достижения максимальной скорости; с - содержание MgO в кон
такте.
Таблица 2
1
Удельная скорость реакции акцептирования, мин.м2
Участок кинетической
Температура, се
кривой
273 305 3З3
Начальный 0,4717 0,9623 1,3962
~аксимум скорости 0,5717 1,0613 1,1887
Снижение скорости 0,4830 0,0169 1,3660
Среднее 0,5094 0,9477 1,3019
Результаты расчета приведены в табл. 2. Как уже отмечалось,
вблизи максимума скорости реакции наблюдается перекрывание ядер
продукта, вызывающее изменение поверхности раздела твердых фаз,
что соответственно изменяет значение наблюдаемой скорости реакции.
Допуская независимость роста ядер и одновременное их соприкоснове
ние, можно определить взаимную конфигурацию зародышей на повер-
УКРАИНСI(Ий химичвскии ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, N2 4 361
хности оксида магния. Теоретически на плоскости возможно одновре
менно соприкосновение трех, четырех или шести ядер, определяющих ..
ся числом h [5]. Для равновеликих ядер, суммарный объем которых
при 't='tмаис соответствует количеству превращенного вещества, в от ..
резке времени 'tMaHc~'t~ 1,4 Тмано были рассчитаны ~h=f (Т, 'tмаис)
по формулам, приведенным в [5].
Линейные зависимости в координатах a-"2:h были получены для
случая касании четырех ядер (рис. 4).
Для расчета удельных скоростей реакции на участке после мак
симума скорости применяли уравнение
6"[2 rnW Ma~
уд - ngSgc '
где (Р _. тангенс угла наклона прямых (рис. 4).
Удельные скорости также могут быть рассчитаны из условий мак..
симума скорости реакции по уравнению
W - 2Wмзкс
уд - лgSgс '
где WJ\Iаис - наблюдаемая скорость в момент максимума (мин- I ) . 3на ..
чепия удельной скорости реакции, р ассчитаиныс разными методами, ]1,0
статочно близки (см. табл. 2). Это свидетельствуето применимости ра
счета удельной скорости реакции по методике, предложенной в [6].
Исходя из стационарного приближения, на основе удельных скоро..
стей топохимичсской реакции определяли энергию активации, равную
40+4 КДЖ/МО~lЬ.
Поскольку для начальной стадии реакции, характеризующей пе
риод образования и роста ядер хлорида магния до образования спло..
шного слоя твердого продукта реакции, достоверным является предпо ..
ложение об отсутствии влияния диффузионного сопротивления, вычис
ленная величина энергии активации относится к реакции взаимодейст
вия оксида магния с газообразным хлористым водородом.
Тв ким образом, изучение начальной стадии реакции оксида магнии
с хлористым водородом показывает, что сферические зародыши новой
фазы локализуются вблизи макродефектов кристаллов. Рост зароды
шей хлорида магния сопровождается образованием новых ядер в менее
энергетически выгодных точках поверхности. Изменение их числа во
времени удовлетворительно описывается степенным уравнением вплоть
до перекрывания ядерных полей. Величина удельной скорости реакции
линейно связана с концентрацией хлористого водорода в газовом пото
ке и при низких степенях превращения не зависит от содержания актив ..
ного компонента в контакте. Зависимость удельной поверхности актив ..
нога компонента от его содержания в контакте не является линейной
[2]. Снижение скорости реакции, наблюдаемой во времени, объясняет
ся уменьшением поверхности раздела фаз по мере ее продвижения
вглубь частиц активного компонента и возрастающимидиффузионными
затруднениями трансиорту газообразного реагента к реакционной по ..
верхности через увеличивающийся слой хлорида магния.
1. Зеленина А. У/., Т.меНО8 Д. Н., Табаков А. В. Взаимодействие хлористого водорода
с акцеитпрующими контактами, содержащими окись магпия.- Хим. технология,
1978, NQ 2, С. 13-15.
2. Исследование взаимодействия хлористого водорода с магниевым акцептирующим
контактом / А. И. Зеленинаг Д. Н. Тменов, А. В. Табаков, М. Л. ДворецкпЙ.- Там
жс, 1979, NQ 1, с. 46-49.
3. Зайцееский /1. Л., Зеленина А. 11., Тменов д. Н. Микровссы с механотроиным пре
образовате.пем.- Приборы 11 техника эксперимента, 1979, ,N'Q 5, с. 254-257.
4. Буянова И. В., Гндкова Г. Б., Карнаухов А. П. Определение удельной поверхности
твердых тсл методом тепловой дссорбции аргона.- Кинетика и катализ, 1965. 6,
вып. 6, с. 1085--1091.
5. Розовский А. Я. Кинетика гопохимических реаJ{ЦИЙ.- М. : ХИМИЯ, 1974.-217 с.
Отдслснис нефтсхпмин Поступила
Иисгитута физико-органической химии АН ~'CCP 25 мая 1982 г.
362' УКРАИНСКИй химичвскии ЖУРНАЛ, 1983, т. 49. Х2 4
|