第三章冶金反应动力学基础 反应级数 由质量作用定律表示的反应式中,各反应物浓度的指数之和称为反应的反应 级数。与复杂化学反应相对应的反应级数,称为表观反应级数,其值取决于反应 的控制环节,常常只能由试验测定。 2.温度对反应速率的影响 反应速度常数随反应温度的提高而迅速增大。对简单的化学反应,二者的定 量关系可用 Arrhenius公式确定 E k=ko exp( (3-11) RT
1. 反应级数 由质量作用定律表示的反应式中，各反应物浓度的指数之和称为反应的反应 级数。与复杂化学反应相对应的反应级数，称为表观反应级数，其值取决于反应 的控制环节，常常只能由试验测定。 2. 温度对反应速率的影响 反应速度常数随反应温度的提高而迅速增大。对简单的化学反应，二者的定 量关系可用 Arrhenius 公式确定： exp( ) 0 RT E k k R = − (3-11) 第三章 冶金反应动力学基础
第三章冶金反应动力学基础 3.3冶金反应动力学基础 在同一相内进行的反应称为均相反应,而在不同相间发生的反应则称为多相 反应。高温冶金反应多半是在炉气、熔渣、金属之间进行的,属于多相反应多相 反应的特征是反应发生在不同的相界面上,反应物要从相内部传输到反应界面 并在界面处发生化学反应,而生成物要从界面处离开。 一般情况下,多相反应由如下几个环节组成 (1)反应物向反应界面扩散 (2)在界面处发生化学反应,通常伴随有吸附、脱附和新相生成; (3)生成物离开反应界面; 研究冶金反应动力学主要是确定反应速率。反应的总速率取决于各个环节中 最慢的环节,这一环节称为限制性环节。 限制环节不是一成不变的,当外界条件改变时,限制环节可能发生相应变化。即使在同一条 件下,随着反应的进行,由于反应物不断地消耗,生成物逐渐增加,可能引起浓度的变化, 从而使限制性环节发生改变
3．3 冶金反应动力学基础 在同一相内进行的反应称为均相反应，而在不同相间发生的反应则称为多相 反应。高温冶金反应多半是在炉气、熔渣、金属之间进行的，属于多相反应多相 反应的特征是反应发生在不同的相界面上，反应物要从相内部传输到反应界面， 并在界面处发生化学反应，而生成物要从界面处离开。 一般情况下，多相反应由如下几个环节组成： （1） 反应物向反应界面扩散； （2） 在界面处发生化学反应，通常伴随有吸附、脱附和新相生成； （3） 生成物离开反应界面； 研究冶金反应动力学主要是确定反应速率。反应的总速率取决于各个环节中 最慢的环节，这一环节称为限制性环节。 限制环节不是一成不变的，当外界条件改变时，限制环节可能发生相应变化。即使在同一条 件下，随着反应的进行，由于反应物不断地消耗，生成物逐渐增加，可能引起浓度的变化， 从而使限制性环节发生改变。 第三章 冶金反应动力学基础
第三章冶金反应动力学基础 确定限制性环节的方法: 1.活化能法 根据 Arrhenius公式 In k=In a E 1 R T 可以由hk对17作图,直线的斜率即为活化能,进而可由活化能确定多相 反应的限制性环节。 2.浓度差法 当界面反应速率很快,同时有几个扩散环节存在时,其中相内与界面浓度差 大者为限制性环节 3.搅拌强度法 如果一个反应,温度对其反应速率影响不大,而增加搅拌强度时,反应速率 迅速增大,则说明扩散传质是限制环节,因为搅拌强度对反应速率不产生影响
确定限制性环节的方法： 1． 活化能法 根据 Arrhenius 公式 R T E k A 1 ln = ln − 可以由ln k 对1/T 作图，直线的斜率即为活化能，进而可由活化能确定多相 反应的限制性环节。 2． 浓度差法 当界面反应速率很快，同时有几个扩散环节存在时，其中相内与界面浓度差 较大者为限制性环节。 3． 搅拌强度法 如果一个反应，温度对其反应速率影响不大，而增加搅拌强度时，反应速率 迅速增大，则说明扩散传质是限制环节，因为搅拌强度对反应速率不产生影响。 第三章 冶金反应动力学基础