氧化铜与二氧化硫及氧作用生成硫酸铜的动力学

在不同温度及气相组成下,曾对氧化铜与SO_2及O_2作用生成硫酸铜的动力学进行了研究。反应先生成盐基性硫酸铜,然后再生成硫酸铜。俟硫酸铜生成量达30％后,形成一硬壳,此时反应为气体通过硬壳层的扩散所控制。当反应仅生成盐基性硫酸铜时,盐基性硫酸铜生成的百分数f_b=a+b_t;t为时间,a及b为常数。生成硫酸铜时,硫酸铜的最初生成百分数f_c=kt。俟硬壳形成后,反应即减慢。在硬壳未形成之前,生成盐基性硫酸铜及硫酸铜的速度均可用下式表示:R_(av)=(k_1·PSO_2)/(1+k_2·(PO_2)~(1/2)+k_3·PSO_2)式中R_(av)为时间平均反应速度,PSO_2及PO_2分别为SO_2及O_2的分压,k_1、k_2及k_3为常数。实验结果推论出反应为表面上氧离子上吸附的SO_2进一步作用为SO_4~(-2)的速度所控制。当气相中没有氧存在时,反应结果尚生成氧化亚铜。由于氧化亚铜系p-型半导体,因此反应较有氧气存在时为快。当气相中有SO_3存在时,反应速度较仅有SO_2及O_2存在时为快。在此种情况下,反应机理估计与目前结论完全不同。