1. Топохимические реакции.

Топохимические реакции – гетерогенные реакции, у которых химическое взаимодействие не усложнено диффузионными процессами.

Скорость топохимических реакций характеризуется степенью превращения вещества в единицу времени:

- степень превращения исходного вещества;

Особенностью топохимических реакций является то, что скорость реакции изменяется по мере разложения исходного вещества:

Скорость топохимической реакции зависит от величины реакционной поверхности, которая изменяется в процессе реакции. При протекании топохимической реакции, можно выделить три периода:

1. Индукционный – характеризуется низкой скоростью реакции, т.к. реакция начинается только на активных центрах, где связи между атомами и молекулами ослаблены. Это рёбра кристаллов, вершины углов и места, где присутствуют дефекты кристаллов. В начальный период времени образуются зародыши новой фазы при их контакте с исходным веществом, и начинает протекать реакция, т.к. вначале поверхность раствора мала, следовательно, скорость реакции тоже мала.

2. Основной – характеризуется резким ростом скорости реакции (для гомогенных реакций скорость падает). Такое увеличение скорости реакции, называется автокаталитическим процессом. Причина в том, что по мере развития процесса происходит рост зародышей новой фазы, вследствие этого резко увеличивается поверхность раздела фаз, следовательно, следовательно, увеличивается скорость химического взаимодействия. Максимальная скорость будет соответствовать максимальной величине поверхности фаз. Это произойдёт тогда, когда поверхности отдельных реакционных зон пересекаются друг с другом.

3. Заключительный – резкое снижение скорости реакции, обусловлено тем, что после перекрывания отдельных зон резко сокращается суммарная поверхность раздела фаз.

2. Уравнение Ерофеева.

Данное уравнение описывает кинетику топохимической реакции. Особенностью уравнения Ерофеева, является то, что оно описывает кинетику реакции только в основном периоде (прямолинейный участок на S-образной кинетически интегральной кривой).

- степень превращения исходного вещества;

- константа скорости топохимической реакции;

- эмпирический коэффициент.

Уравнение описывается кривой. Для определения существует два способа:

• Графическая;

• Аналитическая;

Уравнение логарифмируем:

Статистика значений берётся только на прямолинейном участке:

Для аналитического метода выбирают любые два значения : и решают систему уравнений:

3. Дисперсные системы. Основные понятия и классификации.

Дисперсная система – система, в которой вещество находится в состоянии более или менее высокого раздробления и равномерно распределено в окружающей среде. Степень дисперсности определяется, как величина обратная диаметру дисперсной частицы.

Степень дисперсности – число частиц, которое можно разместить в плотную на промежутке в 1 см.

Дисперсная система – система микрогетерогенная с сильно развитой внутренней поверхностью раздела фаз между фазами.

Дисперсная система состоит как минимум из двух фаз: дисперсная фаза и дисперсная среда. Дисперсная фаза отличается высокой степенью дисперсности и равномерным распределением в дисперсной среде.

Классификация дисперсных систем:

• По дисперсности:

• Если размеры < 10^-5см - грубо дисперсные системы (простые дисперсии и суспензии);

• 10^-5..10^-7 см - каллоиднодисперсные системы (золи);

• >10^-7см. – молекулярные или оннодисперсные системы;

• По агрегатному состоянию дисперсной системы:

• Газообразная:

• Газ - газ (газовая гомогенная система);

• Газ - жидкость (туманы);

• Газ - твёрдое (аэрозоли);

• Жидкая:

• Жидкость – газ (пены, эмульсии);

• Жидкость – жидкость (эмульсии);

• Жидкое – твёрдое (коллоидные растворы серебра и золота);

• Твёрдая:

• Твёрдое - твёрдое (сплав);

• Твёрдое – жидкость (нитроцеллюлоза);

• Твёрдое – газ (пемза, туф).