PHẢN ỨNG PHA RẮN pot
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (463.89 KB, 19 trang )
604006 - chương 3
12/7/2010 1
CHƯƠNG 3 – PHẢN ỨNG PHA RẮN
2. Nhiệt động họccủacácphản ứng pha rắn.
3. Cơ chế củaphản ứng pha rắn
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng hóa học pha rắn
5. Quá trình kếttinhtừ pha rắn
6. Quá trình tái kếttinh
1. Khái niệmphản ứng pha rắn.
604006 - chương 3
12/7/2010 2
PHẢN ỨNG HÓA HỌC PHA RẮN
1. Khái niệmphản ứng pha rắn
Mộtsố loạiphản ứng có sự tham gia củachấtrắn
(bao gồmphản ứng biến đổi đa hình, biến đổicấu
trúc, kếtkhối)
A
rắn
+ B
rắn, lỏng, khí
Æ AB
rắn
AB
rắn
+ CD
rắn
Æ AD
rắn
+ BC
rắn
AB
rắn
+ C
rắn
Æ AC
rắn
+ B
k
A
rắn
Æ B
rắn
+ C
khí
A
rắn
Æ B
rắn
+ C
rắn
Chương này chỉ xét
các phản ứng chỉ có
pha rắnkhôngcó
sự tham gia củacác
pha khác
604006 - chương 3
12/7/2010 3
PHẢN ỨNG HÓA HỌC PHA RẮN
ChấtrắnA + chấtrắnB Æ sảnphẩmrắnC
Rắn A Æ RắnB
Chú ý: Về mặt nhiệt động học: phản ứng xảyra
Về mặt động học: tốc độ phản ứng ở nhiệt độ
thường rấtthấp
Æ
Đếnkhiđạt nhiệt độ cao nhất
định: hình thành lớpsảnphẩmmỏng ở chỗ tiếpxúc
hai pha.
Æ
quá trình tạomầm
Æ
quá trình phát triểntinhthể sảnphẩm
Æ Phản ứng chỉ xảyraở bề mặttiếp xúc hai pha.
604006 - chương 3
12/7/2010 4
Thảoluận
1. Nhiệt động họccủaphản ứng pha rắn
2. Cơ chế củaphản ứng pha rắn: tạomầmvàphát
triểntinhthể sảnphẩm
3. Đặc điểmphản ứng pha rắn.
604006 - chương 3
12/7/2010 5
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN
Phản ứng chỉ xảyratạibề mặttiếp xúc giữahaipha.
1. Quá trình tạomầm
Đứt các liên kếtcũ trong chấtphản ứng
Æ
hình thành liên kếtmớitrongsảnphẩm
Æ Phản ứng chỉ xảyraở nhiệt độ cao: các ion mới đủ
năng lượng để dịch chuyển
604006 - chương 3
12/7/2010 6
Phản ứng MgO + Al
2
O
3
Æ MgAl
2
O
4
604006 - chương 3
12/7/2010 7
Quá trình tạomầmphụ thuộc:
Cấutrúctinhthể củachấtphản ứng và sảnphẩm
-giống nhau: dễ tạomầm
- khác nhau: khó tạomầm
Pha cũ và pha mới(sảnphẩm) có thông số mạng
gần nhau Æ dễ tạomầm
(
Æ
Thông số mạng khác nhau nhỏ hơn 15%)
604006 - chương 3
12/7/2010 8
a. Bề mặtkếthợp
b. Bề mặtbánkếthợp(xêdịch)
c. Bề mặt không kếthợp.
Hình - Tạomầmtrongpharắn
604006 - chương 3
12/7/2010 9
2.Quá trình phát triểntinhthể sảnphẩm
Khi đãcómộtlớpmầmtinhthể Æ phát triểnlớp
tinh thể.
ÆĐể có sự phát triểntinhthể : phảicósự khuếch
tán ngượcchiềucủa các ion qua lớpsảnphẩm
ÆXảyraphản ứng hóa học
604006 - chương 3
12/7/2010 10
Chấtphản ứng là khốicầu
Quá trình lớndầnchấtsảnphẩm
604006 - chương 3
12/7/2010 11
Phản ứng MgO + Al
2
O
3
Æ MgAl
2
O
4
604006 - chương 3
12/7/2010 12
Kếtluận:
Phản ứng pha rắncóthể xảyratheo2 cơ chế:
-Cơ chếđộng học: giai đoạnphản ứng là giai đoạn
chậmnhất
-Cơ chế khuếch tán: giai đoạn khuếch tán chậm
nhấT
ÆTùy thuộc nhiệt độ mà phản ứng có thể xảyra
theo cơ chếđộng học hay cơ chế khuếch tán.
(khảosátbằng thựcnghiệ
m)
604006 - chương 3
12/7/2010 13
CHUẨN BN
2.Các yếutốảnh hưởng đếnphản ứng pha rắn:
+ Ảnh hưởng củachấtphản ứng:
-trạng thái “hoạt động”
-cácphương pháp hoạthóachấtrắn
-Vaitròcủachất khoáng hóa.
+ Ảnh hưởng củanhiệt độ
+ Ảnh hưởng củaápsuất
+ Ảnh hưởng củamôitrường khí
3.Các phản ứng pha rắncómặtphalỏng, khí.
1.Quá trình tái kếttinh
604006 - chương 3
12/7/2010 14
QUÁ TRÌNH TÁI KẾT TINH
Khái niệm: hình thành và lớnlêncủatinhthể mớiít
khuyếttậtvàcóđịnh hướng tối ưu trong chấtrắnbị biến
dạng dẻo.
Tinh thể biếndạng có năng lượng cao Æ xu hướng
sắpxếplạitrậttự
604006 - chương 3
12/7/2010 15
Tạomầm:
-T
0
tái kết tinh : xuấthiệnmầmtinhthể mới
T
0
TKT
= a. T
0
nc
-Tâmkếttinhxuấthiện ở biên giớicủacáchạtbị biến
dạng (biếndạng càng cao Æ tâm kếttinh↑)
604006 - chương 3
12/7/2010 16
Phát triểntinhthể:
-Mầmtinhthể lớn lên: nguyên tử chuyểndịch từ
vùng biếndạng Æ vùng hoàn thiện
Æ
Mộtsố hạtdầnnhỏ mất đi, mộtsố hạtlớnlên.
ÆKếttinhlạilầnthứ nhất: thay thế tinh thể biến
dạng bằng tinh thể mới
ÆKếttinhlạilầnhai: tăng nhiệt độ hay thờigian
nung các tinh thể mớilớnlên
604006 - chương 3
12/7/2010 17
a. Tinh thể biếndạng b.Tạomầm
c. Kếttinhlạilầnthứ nhấtd,e. Kếttinhlạilầnhai
Quá trình tái kếttinh
604006 - chương 3
12/7/2010 18
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG PHA
RẮN
1. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT PHẢN ỨNG
-Phản ứng pha rắnchịu ảnh hưởng của thành phần
hóa học, thành phần pha và khuyếttật trong tinh thể.
Æ Trang thái “hoạt động”: tinh thể có khuyếttật
không cân bằng (lệch mạng, nứtrạn…)
Trướckhiphản ứng : hoạthóachấtrắn tham gia thành
trạng thái “hoạt động”
Æ
tạo khuyếttật
604006 - chương 3
12/7/2010 19
Các phương pháp hoạthóachấtrắn
-Chế hóa nhiệt:
-Thêm phụ gia vi lượng:
-Phương pháp cơ học: nghiền hay phương pháp phân tán
CHẤT KHOÁNG HÓA
Chất khoáng hóa làm thay đổi làm thay đổichiềuhướng
và cường độ củaphản ứng, thay đổi tính chấtsảnphẩm
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ
ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT
ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG KHÍ
