1.4 Термокинетика ферросплавных процессов |
Содержание > Глава 1. Физико-химические основы ферросплавных процессов > 1.4. Термокинетика ферросплавных процессов
Термокинетика — раздел химической кинетики, посвященный изложению закономерностей протекания ферросплавных процессов (химических реакций) во времени. Основным постулатом химическойкинетики является выражение зависимости скорости реакции от концентрации (активности) реагирующих веществ. Собственно скорость химической реакции — это количество молекул (атомов) данного вида, реагирующих в единицу времени и для обратимой реакции аА+ bВ ↔ сС+ dD имеет вид в прямом направлении w1 = k1xaAxbB и в обратном w2 = k2xcCxdD, где х — мольная доля компонента.
Физический смысл постоянных коэффициентов k1и k2 находят, принимая, что концентрации всех компонентов равны единице. Тогда w1 = k1 и w2 = k2. Скорость реакции есть функция времени
w =–dxi/dt.
Влияние температуры на скорость реакции. В соответствии с теоремой Ле-Шателье повышение температуры для эндотермических реакций создает термодинамические условия для протекания реакции в направлении увеличения выхода продуктов и ускоряет реакцию. Для экзотермических реакций рост температуры по теореме Ле-Шателье противодействует развитию реакции в прямом направлении, степень завершенности реакции снижается, В этом аспекте казалось бы рационально понижать температуру. Однако надо для каждого экзотермически протекающего процесса выбрать оптимально умеренную температуру, так как при низких температурах значительно замедляются диффузионные процессы в системе восстановитель – шлакорудный расплав – ферросплав.dlnk/dT = A/(RT2).
Величина А имеет размерность (Дж/моль) и называется энергией активации. Интегрируя это выражение, получим:lnk= [–A/RT)] + lnc,
где с — постоянная интегрирования. В координатах lnk(1/Т) функция lnk = f(1/T) представляет уравнение прямой линии. Поэтому отношение –А/Rравно tga, а lnс — отрезку bпо оси у.