我們已經(jīng)看到許多實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)釜當(dāng)溫度升至足夠高時(shí)便變成為擴(kuò)散控制。現(xiàn)在還將證明,在向擴(kuò)散控制方式過(guò)渡時(shí),也能導(dǎo)致s形的放熱曲線,因之,也能得到反應(yīng)的上部和下部的穩(wěn)定狀態(tài)。
考慮某一涉及氣體在固體表面的放熱反應(yīng)。在這樣的反應(yīng)中,固體的作用可能只作為催化劑存在(例如氨在鉑網(wǎng)上的氧化反應(yīng)),或者是固體也可能參與了反應(yīng),并生成新的固相產(chǎn)物或全部轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物。
在足夠低的溫度下,上述所有過(guò)程中緩慢的一步可能是在表面進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。但是,在化學(xué)反應(yīng)發(fā)生之前,氣體首先必須擴(kuò)散到達(dá)固體表面,這個(gè)擴(kuò)散可能包括通過(guò)固體產(chǎn)物層的擴(kuò)散(如上例中的ZnO)或通過(guò)存在于系統(tǒng)中的其它氣體的擴(kuò)散。在所有這些例子中,其中一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程之前發(fā)生,而另一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程,也就是反應(yīng)的氣體產(chǎn)物向外擴(kuò)散的過(guò)程,必盆緊接在反應(yīng)之后。由于擴(kuò)散的溫度系數(shù)通常比化學(xué)反應(yīng)的沮度系數(shù)小得多,因而在足夠高的溫度下,通常是擴(kuò)散過(guò)程真正慢于表面反應(yīng),這就導(dǎo)致擴(kuò)散控制方式。其結(jié)果是得到反應(yīng)放熱速率為一S形的曲線,
這樣的情況可根據(jù)模型加以說(shuō)明。為簡(jiǎn)化計(jì),設(shè)反應(yīng)速率正比于在氣固表面上氣相的單一組分濃度的一次方。且假定反應(yīng)只在固體的幾何表面上進(jìn)行(也就是它的內(nèi)部多孔性是不重要的)。
考慮某一涉及氣體在固體表面的放熱反應(yīng)。在這樣的反應(yīng)中,固體的作用可能只作為催化劑存在(例如氨在鉑網(wǎng)上的氧化反應(yīng)),或者是固體也可能參與了反應(yīng),并生成新的固相產(chǎn)物或全部轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物。
在足夠低的溫度下,上述所有過(guò)程中緩慢的一步可能是在表面進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。但是,在化學(xué)反應(yīng)發(fā)生之前,氣體首先必須擴(kuò)散到達(dá)固體表面,這個(gè)擴(kuò)散可能包括通過(guò)固體產(chǎn)物層的擴(kuò)散(如上例中的ZnO)或通過(guò)存在于系統(tǒng)中的其它氣體的擴(kuò)散。在所有這些例子中,其中一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程之前發(fā)生,而另一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程,也就是反應(yīng)的氣體產(chǎn)物向外擴(kuò)散的過(guò)程,必盆緊接在反應(yīng)之后。由于擴(kuò)散的溫度系數(shù)通常比化學(xué)反應(yīng)的沮度系數(shù)小得多,因而在足夠高的溫度下,通常是擴(kuò)散過(guò)程真正慢于表面反應(yīng),這就導(dǎo)致擴(kuò)散控制方式。其結(jié)果是得到反應(yīng)放熱速率為一S形的曲線,
這樣的情況可根據(jù)模型加以說(shuō)明。為簡(jiǎn)化計(jì),設(shè)反應(yīng)速率正比于在氣固表面上氣相的單一組分濃度的一次方。且假定反應(yīng)只在固體的幾何表面上進(jìn)行(也就是它的內(nèi)部多孔性是不重要的)。