Termikus disszociáció

A termikus disszociáció egy anyag reverzibilis bomlásának kémiai reakciója , amelyet annak melegítése okoz . Ebben az esetben egy anyagból egy vagy több egyszerűbb kémiai vegyület keletkezik [1] [2] [3] , például:

N 2 O 4 2NO 2 , 2NO N 2 + O 2 + 181 kJ/mol, 2HI H 2 + I 2 , Cl 2 2Cl, 2H 2 O 2H 2 + O 2 , CaCO 3 CaO + CO 2 .

A plazmában a semleges részecskék termikus disszociációja pozitív ionok és szabad elektronok képződéséhez vezet .

Számos termikus disszociációs folyamat intramolekuláris oxidációs-redukciós reakció [4] . A termikus disszociáció reverzibilitása különbözteti meg a termikus bomlástól ( termolízis ).

A termikus disszociációt a tömeghatás törvénye írja le, és vagy az egyensúlyi állandóval vagy a disszociáció mértékével (a bomlott molekulák számának az összes molekulához viszonyított arányával) jellemzi. A legtöbb esetben a termikus disszociáció energiaelnyeléssel jár , ezért a Le Chatelier-Brown elvnek megfelelően a melegítés növeli a disszociáció mértékét, és az egyensúlyt a bomlástermékek felé tolja el. Azokban a termikus disszociációs reakciókban, amelyekben hő szabadul fel (a fenti reakciók közül a második), a hőmérséklet emelkedése csökkenti a disszociáció mértékét, és az egyensúlyt az eredeti anyag felé tolja el.

A nyomásnövekedés megakadályozza a termikus disszociációt, minél erősebb, minél nagyobb a gáznemű reakciótermékek mólszáma ; olyan reakcióknál, amelyek nem változtatják meg a gáznemű anyagok mólszámát (a fenti reakciók közül a harmadik), a disszociáció mértéke nem függ a nyomástól.

Ha a szilárd anyagok nem képeznek szilárd oldatot , és nincsenek erősen diszpergált állapotban , akkor a termikus disszociációs nyomást egyértelműen a hőmérséklet határozza meg. Szilárd anyagok esetében fontos az a hőmérséklet, amelyen a disszociációs nyomás egyenlővé válik a külső (különösen a légköri ) nyomással. Ezt a hőmérsékletet elérve a bomlási folyamat felgyorsul.

A különböző termikus disszociációs folyamatok közül a víz H 2 O, szén-dioxid CO 2 lebontása , egyes szénhidrogének dehidrogénezése (homogén reakciók), karbonátok , szulfidok disszociációja (heterogén reakciók) a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bír . Áramlásuk számos hőtechnikai , kémiai és kohászati ​​folyamathoz kapcsolódik, különösen a mészkő elégetéséhez , a cementgyártáshoz és a nagyolvasztó eljáráshoz .

Jegyzetek

  1. ↑ Chemical encyclopedia, 2. kötet, 1990 , p. 83.
  2. ↑ TSB, 2. kiadás, 42. kötet, 1956 , p. 306–307.
  3. ↑ Glinka N.L., 2003 , p. 215.
  4. ↑ Glinka N.L., 2003 , p. 268.

Irodalom