Вопрос:
В чем заключается особенность модели гетерогенного процесса в системе газ – твердое с фронтальным перемещением зоны реакции?
Выберите один ответ:
- рассматривается твердая частица шарообразной формы, реакция в которой протекает сразу во всем объеме
- рассматривается твердая частица шарообразной формы, зона реакции в которой сдвигается от центра частицы к внешней поверхности
- рассматривается твердая частица шарообразной формы, наружный размер которой не изменяется в процессе реакции, а на месте прореагировавшей части образуется слой золы
- рассматривается твердая частица шарообразной формы, реакция в которой протекает в слое золы
Решение:
Гетерогенный процесс в системе газ – твердое вещество с фронтальным перемещением зоны реакции описывает взаимодействие газа с твердой частицей, при котором реакция начинается на поверхности частицы и постепенно продвигается вглубь. При этом образуется слой продукта реакции (часто называемый "золой" или "инертным слоем"), который может влиять на дальнейшее протекание процесса.
Рассмотрим предложенные варианты:
- 1. рассматривается твердая частица шарообразной формы, реакция в которой протекает сразу во всем объеме: Этот вариант описывает гомогенный процесс или процесс, где реагент проникает мгновенно во весь объем частицы, что не соответствует модели с фронтальным перемещением зоны реакции.
- 2. рассматривается твердая частица шарообразной формы, зона реакции в которой сдвигается от центра частицы к внешней поверхности: Это обратное направление перемещения зоны реакции. Обычно реакция начинается снаружи и движется к центру.
- 3. рассматривается твердая частица шарообразной формы, наружный размер которой не изменяется в процессе реакции, а на месте прореагировавшей части образуется слой золы: Этот вариант точно описывает модель с фронтальным перемещением зоны реакции (также известную как модель сжимающегося ядра или модель непроницаемого слоя продукта). В этой модели реакция начинается на внешней поверхности частицы, и по мере ее протекания образуется слой продукта (золы), который постепенно покрывает непрореагировавшее ядро. Внешний размер частицы при этом остается неизменным, но размер непрореагировавшего ядра уменьшается.
- 4. рассматривается твердая частица шарообразной формы, реакция в которой протекает в слое золы: Реакция протекает не в слое золы, а на границе между непрореагировавшим ядром и слоем золы (или на границе между газом и твердым веществом, если зола пориста и газ может через нее проникать). Слой золы является продуктом реакции и может служить барьером для диффузии реагентов.
Таким образом, наиболее точное описание модели гетерогенного процесса в системе газ – твердое с фронтальным перемещением зоны реакции дано в пункте 3.
Правильный ответ: 3. рассматривается твердая частица шарообразной формы, наружный размер которой не изменяется в процессе реакции, а на месте прореагировавшей части образуется слой золы