实验固相反应ppt课件.ppt

1. 探讨Na2CO3-SiO2系统的固相反应动力学；
2. 熟悉运用失重法进行固相反应的研究。

测定固相反应速度的问题，实际上就是测定反应过程中各反应阶段的反应量的问题，因此有许多方法，对于反应中有气体产生的反应可以用重量法或量体积法即测量反应过程中生成的气体的量，进而计算出物质的反应量。

主要设备：SDT Q600 差热/热重同步热分析仪
耗 材：Na2CO3，SiO2(均为A·R级)
实验三 固相反应
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热重分析实验原理
1/万电子天平
温控热电偶
管式电阻炉
温度控制器
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热重曲线
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热电偶由两种不同材料的导体A和B焊接而成，焊接的一端插入被测介质中，感受被测温度，称为工作端，另一端与导线相连，称为冷端或参比端。工作时，当测量端与参比端存在温差时，热电偶形成的回路产生热电流并在仪表上显示，根据温度与热电流之间的比例关系，可以知道测量的温度值。热电偶的热电动势只与材料、温度差有关，与热电偶的长度、直径无关。
热电偶工作原理
测量仪表
补偿导线
热电偶
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常见热电偶种类
热电偶类别
代号
分度号
测温范围
允许偏差限
铂铑30－铂铑6
WRR
B
0－1800℃
±%t
铂铑10－铂
WRP
S
0－1600℃
±%t
镍铬－镍硅
WRN
K
0－1300℃
±%t
镍铬－康铜
WRE
E
0－800℃
±%t
铂铑13-铂
WRB
R
0-1600℃
±%t
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温度范围宽：室温－1500℃
升温速率：-100℃/min. 到1000℃，-25℃/min. 1000 ℃到1500℃
炉子类型：水平式
DTA的灵敏度：℃
样品量(最大)：200mg
天平灵敏度：
热电偶：铂/铂铑(R型)
真空度：至7 Pa()
量热准确度：±2％（基于标准金属）
量热精度：±2％（基于标准金属）
温度校准：1－5点金属校准
强制空气冷却，30 mins从1500℃降至50℃
易于操作使用:自动温度校准,自动重量校准
Q600 技术性能指标
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Q600 同步热分析仪外观
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水平双杆式双天平设计构作图
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实验原理
本实验是测定Na2CO3-SiO2系统的固相反应速度，采用的方法是重量法，该反应式可以表示为：
Na2CO3 + SiO2 = Na2O·SiO2+CO2↑
恒温下通过测量不同时间t时失去的CO2的重量，可计算出Na2CO3的反应量，进而计算出其对应的转化率G,来验证金斯特林格方程：[1-(2G/3)-(1-G)2/3]=Kkt的正确性。
式中，Kk=Aexp(-Q/RT)为金斯特林格方程的速度常数，Q为反应的表观活化能。改变反应温度，则可通过金斯特林格方程计算出不同温度下的Kk和Q。
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实验步骤

将Na2CO3(A·R)和SiO2(%)分别在玛瑙研钵中研细，过250目筛。SiO2的筛下料在空气中加热至800℃，保温5h，Na2CO3筛下料在200℃烘箱中保温4h。把上述处理好的原料按Na2CO3:SiO2=1:1摩尔比配料，混合均匀，烘干，放入干燥器内备用。
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1) 检查周围环境及仪器状态：要求室内环境温度为23±5℃。在SDT和控制器之间进行所有必要的电缆连接，连接所有气体线路，检查并接通各个装置的电源，将控制器连接到仪器，熟悉控制器的操作，如果有必要，请校准SDT。
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