ТРА́НСПОРТНЫЕ ХИМИ́ЧЕСКИЕ РЕА́КЦИИ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ТРА́НСПОРТНЫЕ ХИМИ́ЧЕСКИЕ РЕА́КЦИИ, обратимые гетерогенные реакции, сопровождающиеся транспортом исходного твёрдого или жидкого вещества из одной температурной зоны в другую в результате образования, переноса и последующего разложения газообразных промежуточных веществ. Описываются общим уравнением (подстрочные индексы обозначают твёрдое, жидкое или газообразное состояние веществ):$$\ce{A_{т(ж)} + B_г(+C_г)->[T_1]D_г(+E_г+...)->[T_2] A_{т(ж)} + B_г(+C_г)}$$ Т. х. р. проводятся в герметичных аппаратах, имеющих зоны с темп-рой T1, где исходное вещество A превращается в летучее вещество D (или смесь летучих веществ D и E), и с темп-рой T2, где вещество A вновь образуется в результате термич. разложения вещества D или его взаимодействия с E. Движущая сила процесса – разность равновесных парциальных давлений газообразного вещества D (давлений E или B) в 1-й и 2-й зонах, которая определяется величинами T1 и T2, а также градиентом температур ΔТ между зонами. Как правило, в случае экзотермич. реакций транспорт осуществляется в зону с большей темп-рой, в случае эндотермических – с меньшей.
Перенос веществ между зонами осуществляется в результате молекулярной диффузии (наиболее распространена), естеств. или вынужденной конвекции. Т. х. р. реализуются при давлении 100–1000 Па, ΔТ составляет 5–1000 К, длительность процесса – от нескольких часов до нескольких недель.
Т. х. р. могут сопровождаться эффективной очисткой исходного твёрдого вещества от примесей (если условия химич. транспорта примесей отличаются от таковых для этого вещества) или получением вещества в виде монокристалла. Одной из стадий Т. х. р. может быть химическое осаждение из газовой фазы (напр., осаждение A из смеси газообразных D и E).
Т. х. р. применяют для очистки редких (Zr, Hf) и цветных (Ti, Al) металлов, полупроводников (Si); для получения объёмных и нитевидных монокристаллов, монокристаллич. плёнок; для повышения срока службы галогенных ламп. Т. х. р. протекают как побочные процессы в ходе некоторых технологич. операций и встречаются в природе (напр., химич. транспорт B2O3 в фумаролах под действием паров H2O).