układ podwójnie logarytmiczny, w którym przedstawiono te wyniki, nadaje się szczególnie dobrze do zestawienia dużej liczby danych, otrzymanych w szerokich granicach temperatur i czasów reakcji. Z kąta nachylenia poszczególnych odcinków prostych w tym układzie wyznaczyć można
Rys. 2.4. Przebieg utleniania tytanu dla szeregu temperatur, przedstawiony w układzie podwójnie logarytmicznym
wartość wykładnika potęgowego n w równaniach (2.9) i (2.10), gdyż po zlogarytmowaniu przyjmuje ono postać
1
log x = — log t+C (2.11)
gdzie C' oznacza stałą. Gdy stała całkowania w równaniu (2.9) równa się praktycznie zero, wówczas C' = k', a więc z przecięcia się prostej w układzie log x od log t z osią rzędnych obliczyć można równocześnie odpowiednią stałą szybkości reakcji.
Należy jednak podkreślić, że układ podwójnie logarytmiczny jest z natury rzeczy mało dokładny, w związku z czym nie może być podstawą do
precyzyjnego wyznaczania wartości liczbowych stałych szybkości reakcji. Pozwala on jednakże na wyznaczenie wykładnika potęgowego n, a w konsekwencji na przedstawienie wyników badań w odpowiednim układzie potęgowym, który ostatecznie umożliwia dokładne wyznaczenie stałych szybkości reakcji na drodze graficznej.
W zakresie niskich i średnich temperatur proces utleniania ma zasadniczo odmienny charakter i daje się wyrazić zależnościami wykładniczymi, noszącymi nazwę logarytmicznych praw utleniania metali [16-4-19]. Wyróżnić można zasadniczo dwa graniczne prawa tego typu: logarytmiczne i odwrotnie logarytmiczne
dt |
= A exp (— B x) |
(2.12) | |
oraz |
dx dt |
= A exp (f-) |
(2.13) |
Po scałkowaniu otrzymuje interpretacji graficznej: |
się |
następujące wyrażenia, |
nadające się do |
X — |
ki log (k2 t+Jc.i) |
(2.14) | |
oraz |
1 X |
— ki—k5 log t |
(2.15) |
W celu zilustrowania różnych przebiegów utleniania metali przedstawiono poglądowy wykres omówionych praw kinetycznych (rys. 2.5).
Rys. 2.5. Graniczne typy przebiegów utleniania metali
Wyznaczenie z pomiarów kinetycznych wartości stałych logarytmicznych nastręcza znacznie więcej trudności niż wyznaczenie odpowiednich stałych potęgowych. Champion i Whyte [20] podali prostą metodę graficzną, pozwalającą na wyznaczenie wartości stałych ku k3 i k3 w przypadku lo-
27