Hoặc cú thể tiến hành phõn ly nhiệt nhúm phức chất khi ta tiếp tục nung nú ở độ cao hơn nữa và cho ta hoàn toàn CO.
Cmạng .O2(hphụ) CO2(K) Biểu diễn theo mạng.
Trong quỏ trỡnh Cgraphit hấp phụ ụxy, những nguyờn tử cacbon ở biờn giới cú húa trị tự do sẽ đúng vai trũ quyết định trong việc hỡnh thành cỏc phức chất bề mặt. Những nguyờn tử cacbon ở bờn trong mạng tinh thể chỉ cú một điện từ húa trị tự do, cũn cỏcbon ở biờn giới tựy theo sự liờn kết của chỳng ở trong mạng tinh thể mà cú hai hoặc ba húa trị chưa bóo hũa. Vỡ thế cacbon graphit cú tớnh hấp phụ khỏ mạnh. Ngoài ra những sai lệch trong cấu trỳc tinh thể của graphit cũng làm tăng khả năng hấp phụ của nú lờn rất nhiều.
1 5.3. Động học và cơ chế của phàn ứng giữa caebon với CO2
- Động học: phản ứng giữa cacbon với CO2 cú một ý nghĩa hết sức quan trọng trong quỏ trỡnh luyện kim. Nú cú tỏc dụng quyết định thành phần pha khớ khi đốt chỏy nhiờn liệu rắn trong điều kiện thừa cacbon, đặc biệt là đối với quỏ trỡnh lũ cao và lũ sinh khớ. Kết quả nghiờn cứu xỏc nhận rằng : tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ, ỏp suất, tốc độ dũng khớ CO2 trạng thỏi caebon, xỳc tỏc.v.v..
Bậc phản ứng ở điều kiện ỏp suất bỡnh thường (P = 101325Pa) là bậc 1. Vậy.
2
,COV V
V = K . PCO2
Thực nghiệm xỏc nhận rằng ở nhiệt độ cao hơn 1073oK thỡ tốc độ của quỏ trỡnh khớ húa cacbon mới đỏng kể. Nhiệt độ lớn hơn 12730K tốc độ quỏ trỡnh khớ húa cacbon rất lớn.
Nếu như trong cacbon cú mặt những kim loại Na, K, Ca, Ba, Ni, Mn, chỳng sẽ cú tỏc dụng làm xỳc tỏc cho phản ứng khớ húa cacbon và tốc độ quỏ trỡnh tăng lờn. Giải thớch điều này là do
Biểu diễn theo mạng
+ 2CO(k) + CO2(k)
O2
những kim loại đú xõm nhập vào mạng cacbon, làm cho mạng đú dễ bị phỏ hủy, tạo điờu kiện cho khớ CO2 hấp phụ trờn bề mặt cacbon càng nhiều.
Tốc độ dũng khớ CO2 càng lớn thỡ tốc độ khớ húa càng tăng, vỡ khắc phục được trở lực của khuếch tỏn ngoài. Nhưng tốc độ dũng khớ cũng chỉ tăng lờn đến một giới hạn nào đú, nếu khụng sẽ tăng trở lực khuếch tỏn trong.
Cơ chế : Cú thể biểu thị cơ chế phản ứng khớ theo sơ đồ sau :
+ Trước tiờn CO2 bị hấp phụ trờn bề mặt cacbon tạo thành 2 nhúm kờ ten và kờ tụn : 2C(mạng) + CO2(k) C(mạng) + O(hphụ) + C(mạng).CO(hphụ)
Biểu diễn theo mạng:
+ Ở nhiệt độ 500-600oC nhúm Kờ ten khụng bền vững, bị phõn ly (nhưng cacbon khụng bị phỏ vỡ mạng).
Cmạng . CO(hphụ) C(mạng) + CO(k)
Tăng nhiệt độ lờn, nhúm Kờtụn kết hợp chặt chẽ với bể mặt cacbon nờn khi bị phõn ly đồng thời mạng tinh thể cacbon bị phỏ vỡ.
Cmạng .O(hphụ) C(mạng) + CO(k)
+ Khớ CO2 trong pha khớ va đập vào bề mặt cacbon, phỏ vỡ nhúm kờtụn và mạng cacbon: Cú thể chia ra làm hai loại cơ chế va đập