Гетерогенные процессы - это процессы, протекающие на поверхности границы раздела фаз. К ним относятся все реакции гетерогенного катализа.
22.1. ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ГЕТЕРОГЕННЫХ
ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Гетерогенные химические реакции - сложные физико-химические процессы, протекающие через несколько последовательных ста- дий. При гетерогенных химических реакциях исходные реагирующие вещества взаимодействуют на поверхности границы раздела фаз, а продукты реакции должны удаляться с этой поверхности. Поэтому гетерогенная химическая реакция в общем случае включает следующие основные стадии:
1) перенос исходных реагирующих веществ (реагентов) к поверхности раздела фаз;
2) адсорбция реагентов на поверхности раздела фаз с образованием адсорбционного слоя;
3) протекание собственно химической реакции в адсорбционном слое с образованием продуктов реакции;
4) десорбция продуктов реакции с поверхности раздела фаз;
5) отвод продуктов реакции из реакционной зоны (из адсорбционного слоя).
Скорость всей гетерогенной реакции определяется скоростью наиболее медленной (лимитирующей) стадии гетерогенного процесса, которой может быть любая из вышеуказанных стадий.
Перенос исходных реагентов из объема к поверхности раздела фаз и отвод продуктов реакции от этой поверхности в объем осуществляются за счет диффузии.
Если наиболее медленной ступенью процесса оказывается диффузия, то говорят, что процесс протекает в диффузионной области (в диффузионном режиме). Если же наиболее медленной ступенью является
протекание собственно химической реакции на поверхности раздела фаз, то говорят, что процесс протекает в кинетической области (в кинетическом режиме).
Выводы о том, в какой области протекает гетерогенный физикохимический процесс, можно сделать на основании изучения зависимости скорости гетерогенной химической реакции от температуры и от скорости перемешивания реакционной среды.