Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 2. Febr. 1934 - Birger W. Nordlander: Om kalciumkarbid och kalkkväve. Ett diskussionsinlägg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 FEBR. 1934
KEMI
11
metaller oxideras till en början i enlighet med ekvation
(6), men när oxidlagret nått en tjocklek av omkring
0,0002 mm, avstannar all ytterligare oxidation, även
vid temperaturer mycket nära smältpunkten4).
M s
För de fall då–– - < l kommer en porös, pulver-
i3 TYl
f or mig produkt att bildas. Gasen har följaktligen
ingen svårighet att nå reaktionsytan, och om trycket
är tillräckligt högt kommer denna att hållas ständigt
mättad med gas. Den uppmätta
reaktionshastigheten representerar följaktligen den verkliga
hastigheten av den kemiska omsättningen. En reaktion
tillhörande denna klass utgör oxidationen av kalcium,
vid vilken reaktionshastigheten förblir konstant under
största delen av reaktionen, dvs___= k, eller w =
dt
= k . £.4)
Vi finna således att vid en heterogen kemisk
reaktion, där den reagerande gasen måste diffundera
genom den bildade reaktionsprodukten, följande
kontrollerande faktorer kunna särskiljas:
A. Klassbestämmande:
M s
Produkten –, huruvida > eller < 1.
o 1JI
B. H äst ig hetsbest ammande:
a) Hastigheten medelst vilken gasen tillföres yttre
gränsytan;
b) Hastigheten medelst vilken gasen intränger från
denna gränsyta in i den bildade produkten;
c) Diffusionshastigheten av gasen genom
reaktionsprodukten;
d) Den verkliga reaktionshastigheten av den
kemiska omsättningen mellan gasen och det
reagerande fasta ämnet (vid reaktionsytan x/(a-#),
fig. 1).
Vi måste nu ihågkomma att vid en heterogen
reaktion, där flera olika processer försiggå samtidigt, det
är processen med den lägsta hastigheten, vilken
kommer att bestämma den totala reaktionshastigheten.
M s
Följaktligen för de fall då–––-> l måste alla fakto-
S m
rerna under B) tagas i betraktande, under det att
b) och c) kunna försummas när denna produkt är
<1.
Om nu i ett system, där hastigheten ständigt
avtager med tiden, ekvationen (6), kommer att uttrycka
reaktionshastigheten beror på huruvida motsvarande
process c) är långsammare än de tre andra
processerna a), b), d). I vårt föreliggande fall, dvs.
systemet N2/CaC2, där kvävetrycket (l atm) var
tillräckligt högt för att försäkra en hastig tillförsel av gas
till gränsytan och mättning därstädes, inses att
ekvationen (6) kan påräknas hålla endast under
förutsättning, att azoteringshastigheten vid
reaktionsytan a/ (a-x) är mycket hög, så att kvävets
koncentration där närmar sig noll.
Detta kan bäst undersökas genom att i ett rät-
linigt koordinatsystem avsätta w mot ]/£. Om
ekvationen gäller, måste en rät linje erhållas.
Vi vilja begynna med resultaten sammanförda i
Gelhaar s tabell l, vilka erhöllos vid ett experiment
med en osiktad karbid med 5 % tillsats av CaF2,
azoterad vid 1000°. För jämförelse äro medtagna
de värden på reaktionskonstanten k, vilka Gelhaar
beräknade ur ekvation (1) under antagandet av en
homogen reaktion av första ordningen.
Tabell 1.
Tid Absorb. N2 %
mjn- V* cT3 fr. ekv. (1)
5 2,24 65 0,120
10 3,16 130 0,125
15 3,87 177 0,115
20 4,47 212 0,105
30 5,48 292 0,ioo
35 5,92 337 0,102
40 6,32 367 0,100
50 7,07 420 0,094
60 7,75 475 0,092
70 8,37 587 0,093
85 9,22 585 0,082
100 10,oo 652 0,082
130 11,40 765 0,088
160 12,65 830 0,084
190 13,78 880 0,081
220 14,83 923 0,079
280 16,73 987 0,076
De ovanstående värdena på w och ]/1 hava avsatts
i fig. 3. Som synes falla alla punkterna upp till 130
minuter (omkring 70 % azoteringsgrad) på en rät
linje. Ekvationen (6) håller därför över större delen av
reaktionen i motsats till ekvation (1), vars konstant k
sjunker kontinuerligt under hela tiden. Emellertid
går ej linjen genom origo utan avskär ett stycke av
tidsaxeln. Detta har sin grund däri, att den
ovannämnda mättningskoncentrationen a ej ernås
ögonblickligen, när gasen påsläppes utan tager en viss tid
att uppnå. Denna "induktionstid" har alltid visat
sig mer eller mindre vid de experiment, vilka jag
företagit med syntetiska hartser, gummi,
Isolationsmaterial och liknande ämnen, eller när jag
begagnat redan publicerade data för leror, botaniska
preparat, ägg, gelatin, papper etc. för att utröna
denna enkla lags applicerbarhet på
absorptionshastig-heten av en vätska i en fast kropp. Efter att en viss
C/77 ,
IOOO-
6OO-
-4OO
-aoo
Tabell 2
-Tabell 7-,
2 4- e <3 IQ 13 14 16 Vt
Fig. 3.
kort primär induktionstid förflutit, har emellertid i
varje fall absorptionen (såvida ej något utlösts ur
kroppen av vätskan ifråga) följt ekvation (6) under
största delen av processen.
I fig. 3 har på samma sätt även avsatts de resultat
vilka Gelhaar sammanfört i sin tabell 2. Dessa
hänföra sig till ett experiment med en siktad karbid av
kornstorleken 0,154-0,180 mm, azoterad i ett
nickelrör vid l 050°. Som synes, är ekvation (6) återigen
satisfierad.
Båda dessa experiment tyda därför på att reak-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
