Особенность и модель взаимодействия пероксида натрия с сульфатами 3d-металлов

Шаповалов, В.В. и Громенко, В.О. и Капитанчук, Е.Ю. и Афанасьев, В.В. (2025) Особенность и модель взаимодействия пероксида натрия с сульфатами 3d-металлов. Вестник ТвГУ. Серия: Химия (4). С. 51-68. ISSN 1995-0152

[thumbnail of ХИМИЯ_4_2025_В ПЕЧАТЬ-51-68.pdf]

PDF - Опубликованная версия
1MB

Абстракт

Пероксид натрия вследствие высокой реакционной способности является важным реагентом в обменных реакциях синтеза кислородсодержащих функциональных материалов, в том числе микро- и наноразмерных. В качестве объекта исследования рассмотрен механизм твердофазного обмена Na2O2 с сульфатами ряда двухвалентных 3-d металлов. На примере системы Na2O2 ‒ CoSO4 показано, что определяющей стадией процесса является разупорядочение кристаллической решетки пероксида натрия. Температура саморазогрева в системах достигающая 1000 К, достаточна для взаимодействия в режиме самораспространяющейся экзотермической реакции эквивалентной горению. Предложены математические модели реакций обмена, протекающих как при динамическом нагреве систем в условиях дифференциально-термического анализа (ДТА), так и в режиме горения. Температура начала взаимодействия пероксида натрия с сульфатами металлов в условиях ДТА незначительно изменяется от природы сульфатов, кинетических характеристик процесса, размера частиц реагентов и определяется процессом разупорядочения решетки Na2O2. В режиме горения, в котором градиенты температуры достигают 10 5 - 106 К/м, а скорость роста температуры превышает 103 К/с, разупорядочение решетки пероксида натрия значительно ускоряется и лимитирующей стадией процесса являются реакции пероксида натрия с сульфатом металла

Абстракт (англ.)

Due to its high reactivity, sodium peroxide is an important reagent in exchange reactions of synthesis of oxygen-containing functional materials, including micro- and nanosized ones. The object of study is the mechanism of solid-phase exchange of Na2O2 with sulfates of a number of divalent 3-d metals. Using the example of the Na2O2-CoSO4 system, it is shown that the determining stage of the process is the disordering of the sodium peroxide crystal lattice. The selfheating temperature in the systems reaches 1000 K, which is sufficient for interaction in the mode of self-propagating exothermic reaction equivalent to combustion. Mathematical models of exchange reactions occurring both during dynamic heating of the system under differential thermal analysis (DTA) conditions and in the combustion, mode is proposed. The temperature of the onset of interaction of sodium peroxide with metal sulfates under DTA conditions varies slightly depending on the nature of the sulfate, the kinetic characteristics of the process, and the size of the reagent particles, and is determined by the process of disordering of the Na2O2 lattice. In the combustion mode, in which temperature gradients reach 105 - 106 K/m, and the rate of temperature increase exceeds 103 K/s, the disordering of the sodium peroxide lattice is significantly accelerated, and the rate-limiting stage of the process is the reaction of sodium peroxide with metal sulfate

Тип объекта:	Статья
Сведения об авторах:	ШАПОВАЛОВ Валерий Васильевич – доктор химических наук, профессор, заведующий отделом синтеза неорганических веществ ФГБНУ «НИИ «Реактивэлектрон» (283049, г. Донецк, ул. Бакинских комиссаров, д. 17а); ГРОМЕНКО Виктория Олеговна – младший научный сотрудник отдела синтеза неорганических веществ ФГБНУ «НИИ «Реактивэлектрон» (283049, г. Донецк, ул. Бакинских комиссаров, д. 17а); КАПИТАНЧУК Евгения Юрьевна – инженер-исследователь 1 категории отдела синтеза неорганических веществ ФГБНУ «НИИ «Реактивэлектрон» (283049, г. Донецк, ул. Бакинских комиссаров, д. 17а); АФАНАСЬЕВ Владимир Викторович – научный сотрудник отдела тугоплавких соединений и композиционных материалов (283049, г. Донецк, ул. Бакинских комиссаров, д. 17а)
Ключевые слова:	: пероксид натрия, сульфаты металлов, твердофазный обмен, горение, механизм, математическая модель
Ключевые слова (англ.):	sodium peroxide, metal sulfates, solid-phase exchange, combustion, mechanism, mathematical model
Категории:	5 Математика. Естественные науки 5 Математика. Естественные науки > 51 Математика 5 Математика. Естественные науки > 51 Математика > 519.8 Исследование операций, включая теорию игр, математическое программирование и модели 5 Математика. Естественные науки > 51 Математика > 519.8 Исследование операций, включая теорию игр, математическое программирование и модели > 519.87 Математические модели исследования операций 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия > 544 Физическая химия 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия > 546 Неорганическая химия
Подразделения:	Другие организации > ФГБНУ «НИИ «Реактивэлектрон», Донецк Отдел синтеза неорганических веществ
ID Code:	15044
Deposited On:	01 Дек 2025 05:46
Последнее изменение:	01 Дек 2025 05:46

Repository Staff Only: item control page