【バッチ型反応器〔batch-closed system (Rocking Autoclave, Stirred Autoclave, Batch Bottle)〕およびフロー型反応器〔continuous flow stirred tank reactor (Spinning Basket)、plug flow reactor (Packed Bed)〕による石英の室温〜熱水溶解実験】
『Abstract
Results for quartz dissolution kinetics in pure water from five
different experimental apparatuses in this study were correlated
with measurements from ten previous investigations. A simple global
equation with an Arrhenius rate constant formulation satisfactorily
represented experimental data spanning temperatures from 25 to
625゜C obtained from crushed quartz crystals, quartz sand, and
quartz slab samples. Geometric and BET-derived surface areas were
successfully used to normalize dissolution rates. An Arrhenius
expression describing a kinetic dissolution rate constant with
an average activation energy of 89 ± 5 kJ/mol was regressed from
the set of dissolution rate data covering eleven orders of magnitude
in variation from about 4 × 10-14 mol/m2s
at 25゜C to 1 × 10-3 mol/m2s at 625゜C on
a geometric area basis.』
『要旨
本研究において5種類の異なる実験装置から得られた、純水中の石英の溶解カイネティックスについての結果が、従来の研究からの10例の測定結果と関連づけられた。アレニウスの速度定数をとりこんだ簡単な一般式は、粉砕した石英結晶・石英砂・石英板の試料から得られた25℃〜625℃の温度範囲にわたる実験データを十分に説明することができた。幾何学的表面積とBETによる表面積が、溶解速度をノーマライズするためにうまく使われた。89
± 5 kJ/mol の平均活性化エネルギーをもつカイネティックな溶解速度定数を記述するアレニウス式は、幾何学的表面積を用いると、25℃での約4
× 10-14 mol/m2/秒から625℃での1 × 10-3
mol/m2/秒までの11桁にわたって変動する、溶解速度のデータセットから求められた。』
Introduction
Background and motivation
Thermodynamic and kinetic considerations
Surface area
Quartz solubility
Experimental methds
Specific experimental objectives and approach
Equipment
Sample preparation
Analytical methods
Results
Experimental dissolution kinetics data
Correlation of experimental dissolution kinetics data
Discussion
Activation energy for quartz dissolution
Basis for the active quartz surface area
Uncertainties in low temperature (25゜C) rate measurements
Conclusion
Acknowledgments
References