固体间质点扩散过程及固相反应特点
通常固体晶格中的质点间结合力较大,处于以结点为中心的平衡热振动状态,所以运动范围小,在一般条件下,固态物体间的反应是难于进行的。但是,固体的实际晶体常具有结构上的缺陷,即在晶格中存在着空位,或者结构的质点从晶格中的正常位置移至晶格间隙而出现空位。晶体中的缺隙或空位是可位移的。温度愈高,质点愈易于取得进行位移所必须的活化能。晶格中的质点一旦取得位移所必需的活化能后,就可以克服周围质点的作用,在晶体内部进行位置的交换(即内扩散),也可以扩散到晶体表面,并扩散到与之相接触的邻近的其它晶体内进行化学反应(即外扩散)。这种固体间质点扩散过程,就导致了固相间反应的发生。
(二)固相反应的特点
(1)固相反应速度决定于温度:据实验测定,固体的质点开始位移的温度,固相反应速度随着温度的提高而加速。
(2)固相反应速度与反应物颗粒的大小成反比:对于固相反应过程,反应物颗粒的大小具有重大意义。
(3)固相反应速度较慢,只局限于颗粒间的接触面发生位移,工业烘干机其传递过程的速度小于溶液内化学反应速度。
(4)固相反应只进行放热反应,反应的最初产物与反应物的数量比例无关:已被证实,固相中只能进行放热反应,而且固态物质间反应的最初产物,无论如何只能形成一种化合物,它的组成通常不与反应物的浓度一致。要想得到其组成与反应物重量相当的最终产物,在大多数情况下需要很长的时间。 |