7.5.2固相复分解反应 固相复分解反应(又称固体置换反应)的形式: 反应物1+反应物2=产物1+产物2 AX+BY=AY+BX或 AX+B=A+BX 例如:ZnS+CuO=CS+ZnO PbCl +2Agl=Pbl,+2AgCl Ag2S+2Cu=CuS+2Ag (置换反应) Cu,S+2C,O=6Cu+SO2(g)(氧化还原反应) 人们根据反应体系的热力学、各种离子在各固相中 的扩散迁移速度、以及各反应物间的互溶性,可以认 识这类反应的机理
7.5.2 固相复分解反应 固相复分解反应(又称固体置换反应)的形式: 反 物 1 反 物 2 = 物 1 物 2 应 应 产产 + + AX + BY = AY + BX 或 例如:ZnS CuO CuS ZnO AX + BY AY + BX 或 AX + B = A + BX 例如:ZnS CuO CuS ZnO AS C CS A 2 2 2 2 PbCl AgI PbI AgCl 2 2 (置换反应) 2 2 Ag S C 2 2 u Cu S A g 22 2 Cu S Cu O Cu SO g 2 6 () (置换反应) (氧化还原反应) 人们根据反应体系的热力学、各种离子在各固相中 的扩散迁移速度 的扩散迁移速度 以及各反应物间的互溶性,可以认 、以及各反应物间的互溶性,可以认 识这类反应的机理
基本假设: Jost和Wagner规定了两个条件: (1)参加反应的各组元间的互溶性很小: (2)阳离子的扩散迁移速度远大于阴离子的迁移速度。 对于下列形式的固-固复分解反应: AX+BY=AY+BX Cds+ZnO-→CdO+ZnS
基本假设: Jost 和Wagner 规定了两个条件: (1)参加反应的各组元间的互溶性很小; (2)阳离子的扩散迁移速度远大于阴离子的迁移速度。 对 列形式的固 固复分解反应 AX BY AY BX 对于下列形式的固-固复分解反应: AX BY AY BX CdS + ZnO CdO + ZnS
7.5.2.1JoSt-双层模型:(Cations diffuse through adjacent product coherent layers) Qn+ ZnS+Cdo=CaS+ZnO m+ PbS+Cdo=CdS+PbO AX BX AY BY AgCl+Nal NaCl+Agl Jos模型认为,由于阳离子的扩散迁移速度快,因此, 扩散到达AX表面的B与X反应生成一层致密的BX层紧 贴在AX上,扩散到达BY表面的A与Y反应生成一层致 密的AY层紧贴在BY上,结果使AX和BY隔离。反应继 续进行,Am+离子必须能在BX层溶解并迁移,B+离子 必须能在AY层溶解并迁移。 ●两个产物层的厚度增加复合抛物线公式:?=k
7.5.2.1 Jost- 双层模型:(Cations diffuse through adjacent product coherent layers coherent layers) n+ B n+ B ZnS CdO CdS ZnO m+ A m+ A ZnS CdO CdS ZnO PbS CdO CdS PbO J t模型认为 由于阳离子的扩散迁移速度快 因此 AX BX AY BY AgCl NaI NaCl AgI Jost模型认为,由于阳离子的扩散迁移速度快,因此, 扩散到达AX表面的B与X反应生成一层致密的BX层紧 贴在AX上 扩散到达,BY表面的A与Y反应生成 层致 反应生成一层致 密的AY层紧贴在BY上,结果使AX 和BY隔离。反应继 续进行,Am+离子必须能在BX层溶解并迁移,Bn+离子 必须能在AY层溶解并迁移。 两个产物层的厚度增加复合抛物线公式:X2 = kt
7.5.2.2 Vagner-镶嵌块模型(Cations diffuse through product mosaic layers) 当Am+在BX层、Bn+在AY层中迁移 速率均很小时,双层模型则不符合。 BX Vagner提出了镶嵌块模型:阳 B 离子只在它自己所组成的晶体里扩 散,扩散迁移速率很快,因此,反 AX AY BY 应速率很高。Wagner认为下述置 换反应符合这种模型。 Cu+AgCl Ag +CuCl Co+CuO=2Cu+CoO
7.5.2.2 Wagner-镶嵌块模型(Cations diffuse through product mosaic layers) mosaic layers) 当Am+在BX层、Bn+在AY层中迁移 BX Wagner提出了镶嵌块模型:阳 速率均很小时,双层模型则不符合。 Wagner提出了镶嵌块模型:阳 离子只在它自己所组成的晶体里扩 散 扩散迁移速率很快 因此 反 A B 散,扩散迁移速率很快,因此,反 应速率很高。 Wagner认为下述置 换反应符合这种模型。 AX AY BY Cu AgCl Ag CuCl 2 Co Cu O Cu CoO 2
7.5.2.3固体电化学反应模型: 固体电化学反应模型用于解释下列两个固体置 换反应,反应推动力是原电池电势。 Cu2S+2CuO=6Cu+SO2(g) Ag2S+2Cu Cu2S+2Ag S0, Cu Cu,S Cu,O Cu CuS Ag2S Ag S02
7.5.2.3 固体电化学反应模型: 固体电化学反应模型用于解释下列两个固体置 换反应,反应推动力是原电池电势。 2 2 Cu S Cu O Cu SO g 22 2 2 6 () Ag S Cu Cu S Ag 2 2 SO Cu Cu S2 Cu O2 SO2 Cu Ag2 S Ag Cu S2 SO2