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I1. Phase boundary processes as rate determining steps in reactions between solids and liquids:The inhibitory action of metal ions on the formation of calcium bicarbonate by the reaction of calcite with aqueous carbon dioxide

Authors
Journal
Chemical Engineering Science
0009-2509
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
14
Issue
1
Identifiers
DOI: 10.1016/0009-2509(61)85087-2

Abstract

Zusammenfassung Die hemmende Wirkung von Metallionen auf die Bildung von Calciumbicarbonat durch Reaktion pulverförmigen Calciumcarbonats (Kalkspat) mit wässerigem Kohlendioxyd wurde untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass sich die Reaktion in Anwesenheit der Inhibitoren einer scheinbaren Gleichgewichtslage nähert, die sich wesentlich von der wirklichen Gleichgewichtslage unterscheidet. Die Reaktionsgeschwindigkeiten konnten mit Hilfe der Formel: korreliert werden. In dieser Formel stellt c * die wirkliche oder scheinbare Gleichgewichtskonzentration an Calciumionen dar. Die hemmende Wirkung von Metallionen nimmt zu, je nachdem die Löslichkeit der Metallcarbonate geringer wird. Die Inhibitoren sind sehr wirksam bei Konzentrationen von unter 10 −6 Mol/l., wenn nur 5 prozent der Kalkspatoberfläche oder noch geringer mit Metallsalz überdeckt ist. Anscheinend nimmt derjenige Teil der Oberfläche, der von Metallsalz überdeckt ist, bis zu Null ab, wenn die wirkliche Gleichgewichtslage erreicht ist. Der Einfluss auf die Wachstumsphasen der Kristallflächen bietet keine glaubwürdige Erklärung der hemmenden Wirkung, und es wurde angenommen, dass die adsorbierten Inhibitoren eine Steigerung der Oberflächenkonzentration von Carbonationen und damit eine Zunahme der Geschwindigkeit der Umkehrreaktion herbeiführen. Eine auf dieser Grundlage entwickelte kinetische Gleichung zeigte eine leidlich gute Uebereinstimmung mit den Resultaten der Beobchtungen. Die vorgeschlagene Theorie bezeichnet, dass eine hemmende Wirkung dieser Art eine ganz allgemeine Erscheinung sein könnte, die wahrscheinlich jedesmal auftritt, wenn ein Ionenkristall in einer Flüssigkeit aufgelöst wird, in der sich Metallionen befinden, die mit dem Anion des Kristalls weniger lösliche Salze bilden als die, welche von dem Kation gebildet werden, vorausgesetzt, dass die Reaktion nicht durch Diffusion beherrscht wird.

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