» » Кинетика процессов осаждения труднорастворимых соединений
17.05.2015

Образование в растворах труднорастворимых соединений из двух типов ионов, имеющих противоположный заряд, как и все ионные реакции протекает очень быстро и практически никогда не лимитирует собой скорость процесса.
Иное соотношение получается, если процесс осаждения сопровождается предварительным окислением ионов до высшей валентности, причем само окисление производится ионами того же знака заряда или неионизированным окислителем. К числу таких процессов принадлежит широко распространенный в гидрометаллургии процесс осаждения гидроокиси трехвалентного железа с окислением двухвалентных ионов железа кислородом. В этом случае в суммарном процессе появляются дополнительные стадии, связанные с подачей кислорода к поверхности раствора, растворением газообразного кислорода и диффузией молекул кислорода и окисляемых ионов в растворе друг к другу. Кроме того, скорость самой химической реакции взаимодействия молекул кислорода с ионами разных металлов различна.
Если реакция окисления железа не сопровождается образованием твердой фазы, то при энергичном питании раствора кислородом скорость процесса подчиняется кинетическому уравнению второго порядка с энергией активации около 16,7 ккал/моль. Второй порядок реакции свидетельствует о том, что ее скорость лимитируется химической стадией. Если же вести окисление сульфата закиси железа с одновременной нейтрализацией раствора, реакция протекает уже не по второму, а по первому порядку. Уменьшение порядка реакции может обозначать переход ее в диффузионную область, однако достаточного обоснования этого положения мы еще не имеем.
Кинетика процессов осаждения труднорастворимых соединений

Процесс окисления ионов двухвалентного железа кислородом ускоряется, если в растворе имеются некоторые посторонние ионы, например ионы меди. На рис. 10 приведены данные Г.Н. Доброхотова, иллюстрирующие это положение.
Особенно сильным оказывается влияние меди при одновременном присутствии ионов хлора, которые благодаря образованию комплексного аниона СuСl2- сдвигают стандартный окислительно-восстановительный потенциал реакции Cu2++е→Сu+ с +00,17 до +0,56 в. Последнее приводит к возможности восстановления двухвалентной меди до одновалентной за счет окисления двухвалентного железа до трехвалентного. Ускоряющее влияние меди на процесс окисления железа воздухом, можно полагать, сводится к тому, что медь берет на себя роль передатчика кислорода, окисляясь воздухом до двухвалентного состояния и восстанавливаясь при взаимодействии с железом до одновалентного состояния.