caco3固相分解反应速率常数的测定

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1、综合设计性材料实验论文CaCO3固相分解反应速率常数的测定学号：201010210341姓名：陈巧专业班级：无机非金属材料3班指导老师：范学运学院：材料科学与工程学院景德镇陶瓷学院

2、工程学院CaCO3固相分解反应速率常数的测定摘要此次试验采用量气法来测定CaCO3固相分解的反应速率常数，在选择假定CaCO3分解动力学方程的基础上，对于实验规格的CaCO3试品在750℃～820℃每隔下10℃8个温度点下测定其反应速率常数。关键词CaCO3反应速率常数量气法1、前言固相反应在无机非金属固体材料的高温过程中是一个普遍的化学现象,它是一系列金属合金材料、

3、传统硅酸盐材料以及各种新型无机材料制备涉及的基本过程之一。固相反应的类型及影响反应速率的因素很多，最主要的因素有反应温度、保温时间、参加反应物质的颗粒大小、其相互接触的紧密程度及反应物之比例等。CaCO3的分解采用常用的未反应核(或称缩核)模型来描述,即在碳酸钙分解过程中,原来颗粒大小基本保持不变,分解反应从颗粒表面开始.随着反应的进行就形成了反应物核和分解产物层的两相的界面,称为反应前沿,反应前沿随反应的进行而由表面深入内部,未反应物核相应地缩小,直至消失.A.Muller认为处于料粉粒径大小碳酸钙分解的时间主要取决于化学反应速率。换言之,即在

4、不考虑环境条件的情况下,影响碳酸钙分解的最主要的因素是反应速率常数。CaCO3分解动力学方程为F=1-（1-X）1/3=KtCaCO3热分解是受3种机理控制,即传热、CO2扩散和化学反应；经研究证实了对于细CaCO3颗粒分解，由于粒径较小，传热良好的CO2扩散阻力小，化学反应是控制分解速率的主要因素，在众多化学反应控速机理中，相界反应（球形对称）机理是化学反应控速的主要机理。景德镇陶瓷学院

5、工程学院2、实验内容2.1仪器装置景德镇陶瓷学院

6、工程学院1)反应管2)反应筒（铂金）3)高温电炉4)挂筒小钩5)水银温度计6)三通开关7)量气管8)水套管9

7、)水准瓶10)可控硅温度控制器景德镇陶瓷学院

8、工程学院2.2实验步骤1.将坩埚作和吊丝置于天平右盘上，精确称出吊丝和坩埚重量m1，在坩埚内称入0.1左右样品，记下总重量m2，置于炉内反应管中，挂于小钩上。2.检查仪器密封情况，若不漏气，方可进行实验。（将三通开关打开，看水准瓶内的液面是否和量气管内的液面保持一致。3.按装置图检查线路，没有问题时才接通电源，调节温度控制器，加热电炉。4.继续加热电炉，达一定温度（750℃左右），使温度稳定10分钟，记下量气管的起始读数，做好准备工作，关闭三通开关，将悬丝脱开，使反应筒落入反应管中，与此同时按动秒表，

9、记录时间。5.读数时应将水准瓶与量气管中液面保持在同一水平，保证反应体系的压力与外界大气压一致。每隔5秒记录一次时间及量气管上的读数，记录12个数据以上。6.整个实验中应严格控制温度，跳动温度范围5℃.7.重复实验，分别控制炉温为在760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、810℃、820℃温度下进行实验。景德镇陶瓷学院

10、工程学院3、实验结果分析与讨论3.1实验数据及相应图表①　T=760℃m1=4.589gm2=4.501gt05101520253035404550体积/ml27.23637.236.435.735.234.734.43

11、4.234.133.9t556065707580859095100体积/ml33.533.43332.932.932.532.432.432.132②　T=760℃m1=4.493gm2=4.584gt05101520253035404550体积/ml24.628.729.730.130.129.829.729.629.529.429.3t5560657075体积/ml29.329.329.229.229.2景德镇陶瓷学院

12、工程学院①　T=770℃m1=4.447gm2=4.579gt05101520253035404550体积/ml27.431

13、.733.233.33332.732.332.331.831.831.8t5560657075808590体积/ml31.731.531.431.330.930.930.930.9②　T=780℃m1=4.470gm2=4.567gt05101520253035404550体积/ml29.139.84140.139.338.137.537.236.736.236.2t5560657075808590体积/ml36.23635.735.835.735.435.435.4景德镇陶瓷学院

14、工程学院①　T=790℃m1=4.479gm2=4.580gt0

15、5101520253035404550体积/ml25.827.828.629.129.429.429.429.629.729.829.9