無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)-閱讀頁
2025-01-21 08:03本頁面
【正文】 度 T（ ℃ ） 粘度（ η） 10 11 12 13 14 15 16 20 21 22 23 24 25 26 13 17 18 19 20 27 28 29 30 實(shí)驗(yàn)五 固相反應(yīng)速度的測(cè)定 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? BaCO3與 SiO2進(jìn)行固相反應(yīng)時(shí)的固相反應(yīng)速度常數(shù) 二、實(shí)驗(yàn)原理 固態(tài)物質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)（分子、原子或離子）不斷地進(jìn)行著震動(dòng)。當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，其中的某些質(zhì)點(diǎn)便具有足夠的能量，以致可以跳離原來的位置，與周圍的其它質(zhì)點(diǎn)發(fā)生“換位”。如果是幾種固態(tài)物質(zhì)，彼此之間相互接觸，即表示固相反應(yīng)的開始。 固相反應(yīng)的類型很多。甚 至同一固相反應(yīng)的不同階段，也可能由不同的反應(yīng)機(jī)理所控制。所有這些都反映出固相反應(yīng)的復(fù)雜性和多樣性。同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物層阻礙擴(kuò)散的進(jìn)行。 據(jù)此推導(dǎo)，可得出楊德爾擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的方程： 14 23( ) (1 1 ) jJ G G K t? ? ? ? 式中： J(G)—— 楊德爾轉(zhuǎn)化率函數(shù) G—— 轉(zhuǎn)化率 t—— 反應(yīng)時(shí)間 Kj—— 楊德爾 擴(kuò)散速度常數(shù) 測(cè)定固相反應(yīng)速度通常由兩種方法。從而求得固相反應(yīng)速度常數(shù)。另一種是量氣法。本實(shí)驗(yàn)采用量氣法。 2． 裝置 圖 ： 15 四、實(shí)驗(yàn)步驟 ：將化學(xué)純的碳酸鋇與 SiO299%的石英砂分別在瑪瑙研缽中研細(xì)，過 4900 孔篩（ 180 目）。碳酸鋇在 CO2 氣氛中加熱至 400℃，保溫 4 小時(shí)。處理后的碳酸鋇與石英砂按摩爾比 1： 1，配好混勻，制成試樣，放入干燥器內(nèi)備用。（如圖） ，如不漏氣，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 870℃，恒溫 10 分鐘，記下起始讀數(shù)，作好準(zhǔn)備。 ，應(yīng)將水準(zhǔn)瓶與量氣管中液面保持同一水 16 平（為什么？）開始每 20 秒鐘記錄一次量氣管上的讀數(shù)；一分鐘后每分鐘記錄一次；十分鐘后每 2 分鐘一次；二十分鐘后每 5分鐘一次；一小時(shí)后每 10 分鐘一次，至 80分鐘，停止讀數(shù)記錄。 ，波動(dòng)范圍小于177。 五、結(jié)果處理 ，將氣體體積折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積。 ， J(G)為縱坐標(biāo)，標(biāo)繪作圖。 六、記錄表 碳酸鋇、石英砂粒度：過 4900孔篩 BaCO3:SiO2=1:1（摩爾比） 試樣中： W 試 = 石英砂重： WSiO2= 反應(yīng)溫度： 870℃ 大氣壓： 1 大氣壓 水套管水溫： T= 反應(yīng)時(shí)間 （分） 氣體體積2COV （升） 標(biāo)準(zhǔn)氣體體積 20COV 2SiOG ()JG jK 17 化學(xué)反應(yīng)方程式： BaCO3+SiO2=BaSiO3+CO2 222 2SiO0COSiO SiOMV 22 .4GW?? 思考題 整個(gè)裝置為什么必須不漏氣？如果漏氣，對(duì)結(jié)果有何影響？ 影響固相反應(yīng)速度的因素有哪些？為什嗎？ 固相反應(yīng)設(shè)計(jì)性試驗(yàn) 提供碳酸鈉、氧化鋅、氧化鋁、二氧化硅等原料，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)某一固相反應(yīng)，然后進(jìn)行固相反應(yīng)速度的測(cè)
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