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...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:1983
Main Authors: Зеленина, А.И., Тменов, Д.Н., Табаков, А.В., Бабиченко, В.Л.
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