Разряд газовый, химические реакции

Разряд газовый, химические реакции 232 [c.6]

Условия, способствующие протеканию химических реакций в газовом разряде. Протекание химических реакций в разряде зависит не только от типа разряда (дуговой, коронный, факельный, тлеющий, тихий), но и от ряда привходящих условий. Одним из этих условий, притом довольно существенным, является давление или, точнее, плотность газа. Повышение давления увеличивает число столкновений реагирующих частиц, а также число соударений частиц газа с электронами, но в то же время уменьшает величину подводимой к частице энергии вследствие одновременного уменьшения длины свободного пути электронов. В результате во многих случаях скорость реакции в значительной степени зависит от давления. Так, разложение N,0 в тлеющем разряде ускоряется с понижением давления [2239]. В других случаях указанные выше факторы компенсируют друг друга, и скорость реакции лишь очень мало зависит от давления. Таково образование ЫНз и МОг в тлеющем разряде [2240]. [c.680]

Отличительной особенностью газовых лазеров является то, что в них вещество имеет малую плотность, поэтому возможность его разрушения исключена. Возбуждение газов происходит в результате упругих и неупругих столкновений, ионизации и рекомбинации, диссоциации, химических реакций и других процессов. Это приводит к разнообразным методам создания инверсной заселенности (электрический разряд, оптическая накачка, химические реакции и др.). [c.99]

При всех формах газового разряда и в плазме, получаемой иным путем, протекают многочисленные химические реакции. Источником энергии в разряде является электрическое поле, ускоряющее заряженные частицы, в основном электроны, передающие энергию при соударениях молекулам. Появляющиеся возбужденные молекулы, ионы и свободные радикалы являются химически активными и могут участвовать в первичных актах процессов, вслед за которыми могут произойти различные вторичные химические реакции [5]. В плазме в [c.174]

В дуговых электрических печах превращение электрической энергии в тепло происходит п основном в электрическом разряде, протекающем в газовой среде или вакууме. В таком разряде можно сосредоточить в сравнительно небольших объемах огромные мощности и получить очень высокие температуры. При этом в камере печи возникают большие температурные перепады, и поэтому невозможно достичь равномерного нагрева материалов или изделий. По этой же причине здесь затруднительно обеспечить точное регулирование температуры нагрева, а поэтому, нельзя проводить термическую обработку. Наоборот, для плавки материалов, в особенности металлов, дуговая печь очень удобна,так как высокая концентрация энергии позволяет быстро проводить расплавление. Дуговые устройства удобны также для проведения электротермических химических реакций в жидкой или газовой фазе и подогрева газов. Во всех этих случаях неравномерность нагрева не играет большой роли, так как благодаря теплопроводности и конвекции в жидкой ванне или газовом потоке температура довольно быстро выравнивается. [c.4]

Авторы указывают на перспективность применения электро-газовых разрядов в химической технологии топлива, приводя сравнительные затраты на генерирование эквивалентных количеств электронов — активаторов химических реакций различными методами (в относительных единицах) корона — 0,01—0,02 электронные ускорители — 0,35—0,65 и радиоактивные изотопы — 1,00—10,00. [c.59]

Повышение скорости химической реакции в присутствии электрического газового разряда можно объяснить развитием цепных реакций с участием атомов и радикалов. [c.61]

Работа квантового генератора основана на создании инверсной заселенности энергетических уровней (т. е. нарушения больцмановского рас-, пределения энергии с преобладанием заселенности верхних уровней) в той или иной газовой или конденсированной системе. В газовых лазерах инверсная заселенность колебательных уровней, о которых здесь идет речь, создается путем возбуждения колебаний электронным ударом в электрическом разряде, путем облучения светом, путем быстрого нагревания или быстрого адиабатического охлаждения газа и путем химической реакции химические лазеры). [c.195]

В тепловой модели механизма воспламенения [160, 161] искровой разряд заменяется точечным мгновенно действующим тепловым источником, который в момент времени т = О выделяет Q Дж. Он равномерно нагревает до некоторой весьма высокой температуры сферический объем газа радиусом г. Накопленное в этом объеме тепло в результате теплопроводности будет отводиться в окружающие слои. Температура в начальном объеме, следовательно, будет уменьшаться, а в окружающих искру слоях — увеличиваться. Распределение температуры вокруг мгновенного точечного источника тепла через различные промежутки времени после прекращения разряда представлено на рис. 39. В горючей газовой смеси процесс охлаждения замедлится вследствие выделения тепла окружающими искру слоями смеси за счет протекания в них химических реакций. Когда температура в сферическом объеме упадет до значения, близкого к температуре горения смеси дальнейшее охлажде- [c.98]

Лазерными свойствами обладают и вязкие газодинамические течения, где за счет механизма диффузии и соответствующим образом подобранных химических реакций можно добиться получения эффекта инверсии и усиления [47]. Таким образом, в физической газовой динамике в самых различных течениях может иметь место сильная уровневая неравновесность. Это явление может быть использовано не только для селективного усиления или поглощения излучения, но и для диагностики течений, при выявлении характерных признаков потоков и т. д. Во внешних гидродинамических течениях этот эффект можно стимулировать электрическим разрядом, наружным дожиганием топлива и т. п. [c.123]

Особые формы электрического разряда в газовой среде создаются с целью проведения в этой среде определенных химических реакций. В этом случае через электрическую дугу, образующуюся между специальными электродами, продувается струя газа, который нагревается и ионизируется, в результате чего создаются благоприятные условия для успешного протекания реакций синтеза и крекинга. [c.21]

При анализе многокомпонентных смесей неизбежно встает вопрос о влиянии газ в, присутствующих в смеси помимо анализируемого и основного компонента. Влияние третьего компонента особенно сильно проявляется в том случае, когда примеси имеют более низкие критические потенциалы, чем основной компонент смеси. Подобного рода влияние имеет место при анализах сплавов, а также руд и минералов и неоднократно отмечалось различными исследователями. При спектральном анализе газов роль третьего компонента, как правило, сказывается сильнее, чем при анализе сплавов и минералов при использовании в качестве источника искры или дуги. Для газовых смесей это может быть обусловлено 1) изменением условий разряда (понижением электронной температуры) при прибавлении элементов с низкими потенциалами ионизации, 2) химическими реакциями в разряде и 3) ударами второго рода. [c.199]

Основные параметры и соотношения. Основными источниками линейчатых спектров служат различные типы газового разряда. Реже применяются источники с оптическим возбуждением (резонансные лампы и твердотельные лазеры) или с возбуждением за счет химических реакций (пламя, хеми-люминесценция). [c.259]

Под действием электрических разрядов в газах протекают химические реакции образования активных газовых частиц и взаимодействия этих частиц между собой и с нейтральными молекулами. [c.246]

Обзор химических реакций, протекающих в электрическом газовом разряде, [c.535]

В химической технологии применяется низкотемпературная плазма, получаемая в плазменных генераторах (плаз м о -тронах)—электрод у говых при помощи электрической дуги или индукционных при помощи высокочастотных газовых разрядов. Низкотемпературной считается плазма, имеющая температуру порядка 15 000—30000° К. В такой плазме еще присутствуют недиссоциированные молекулы, но в основном в ней содержатся газовые ионы и свободные радикалы. Молекулы и свободные радикалы в плазме вступают в различные химические реакции. При этом в плотной равновесной плазме реакции происходят, главным образом, за счет активирующего действия высоких температур. В разряженной неравновесной (высокоионизированной) плазме механизм химических реакций аналогичен радиационным н фотохимическим реакциям, т. е. активация молекул происходит непосредственно за счет ударов быстрых электронов или ионов. [c.283]

При замене воздуха инертными газами существенно изменяются химические процессы на электродах и в разряде. Химические реакции, протекающие в инертных газах, не всегда можно предсказать, так как химическое поведение систем газ — электрод— проба достаточно сложно и мало изучено, в особенности при высоких температурах. В работах [272—274] изучались термохимические реакции, процессы испарения и диффузии, происходящие в атмосфере аргона и аргона с примесью кислорода, а также в других газовых средах. Установлено образование карбидов, промежуточных оксидов и металлов. В работе [278] оценивалась термодинамическая вероятность протекания реак- [c.78]

При воздействии газового пламени или коронного разряда на поверхность полимерных пленок, а также при прессовании термореактивных смол, в перерабатываемых материалах проис ходят химические превращения. Регулированием степени кристалличности и ориентации макромолекул в текстильных волокнах и упаковочных пленках можно улучшить механические свойства полимерных материалов. При этом в материале происходят необратимые изменения физических свойств, которые, однако, не сопровождаются химическими реакциями или течением, которое бывает в жидкостях. [c.10]

ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ВТОРАЯ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ГАЗОВОМ РАЗРЯДЕ [c.677]

Элементарные процессы в газовом разряде и химическое взаимодействие атомов и молекул. Современная наука стёрла грань между химией и физикой. Теория атома не только объясняет излучение каждым веществом свойственного ему спектра, но и сущность химических сил, действующих между атомами. Теория валентности переплетается с учением об уровнях энергии атомов, вступающих в соединение и образующих молекулу. Согласно этой теории, взаимодействие между атомами и прочность связи между ними зависят от энергетических уровней, на которых находятся вступающие в соединение атомы. Поэтому естественно ожидать, что электрический разряд, приводящий к образованию в газе значительного числа возбуждённых и ионизованных частиц, может оказывать большое влияние на протекание химических реакций в газах. Кроме того, многие химические реакции требуют для своего начала наличия определённого запаса энергии у реагирующих частиц, так называемой энергии активации данной химической реакции. В то же время в газе, в котором происходит электрический разряд, налицо много частиц с большим запасом энергии возбуждённых атомов и молекул, ионов и, наконец, более или менее быстрых свободных электронов. [c.677]

В результате нет ничего удивительного в том, что в газовом разряде целый ряд реакций протекает гораздо легче и при значительно более низкой температуре газа, чем в обычных условиях. В разряде происходят такие реакции, которые никогда пе имеют места при одном только повышении температуры реагирующих веществ в пределах обычных лабораторных возможностей. Мало того, масс-спектрографический анализ показывает наличие в газе при разряде таких молекул и соединений, которые были или совершенно неизвестны в свободном состоянии в химии, или рассматривались как особые активные модификации того или иного химического вещества. Таковы, например, активные водород, азот, кислород и т. д., которые расшифровываются теперь как атомарные газы И, N и О (тогда как в обычном состоя [c.677]

Если лишь немногие химические реакции в электрическом разряде нашли до настоящего времени применение в химической промышленности, то это происходит потому, что вопрос о введении того или иного технологического способа производства всегда сталкивается в первую очередь с вопросом о его рентабельности. Поэтому работа по изучению наивыгоднейших условий для химических реакций в газовом разряде также весьма актуальна. [c.678]

Механизм химических реакций в электрическом разряде. Очень многие химические реакции требуют для своего начала подогрева реагирующих веществ и при высоких температурах протекают значительно быстрее, чем при низких. Поэтому вполне естественно было искать причину более лёгкого протекания химических реакций в газовом разряде в выделении разрядом тепла и ожидать наиболее успешного протекания реакций в той форме разряда, в которой выделение тепла наибольшее, а именно, в электрической дуге. В некоторых частных случаях это ожидание качественно оправдывается (например, при получении N0 из воздуха), но в других опыт не подтверждает эту простую теорию. Известен целый ряд реакций, усиленно протекающих в таких формах разряда, где выделение тепла минимальное (например, образование озона в воздухе в тихом и в коронном разрядах). [c.678]

Наконец, ионная теория химических реакций в газовом разряде приписывает основную роль в ходе этих реакций образованию понов реагирующих веществ. При этом предполагается, что взаимодействия несущих электрический заряд ионов с ионами противоположного знака, а также и с нейтральными частицами сильнее, чем взаимодействие последних между собой. Это положение не всегда оказывается справедливым. Вместе с тем в опре делённых случаях число образуемых в разряде ионов меньше, чем число прореагировавших молекул. Это обстоятельство привело к специфической форме ионной теории. Предполагается образование тяжёлых или комплексных ионов, представляющих собой скопление нейтральных молекул около молекулярного иона, вызванное электрической поляризацией молекул. Находящиеся в электрическом поле удерживающего их нормального иона молекулы или атомы могут быть легче ионизованы или возбуждены, чем те же молекулы или атомы в свободном состоянии, так как потенциалы возбуждения и ионизации таких молекул и атомов понижены. Таким образом, число возбуждённых активных частиц может оказаться больше числа первоначально образованных в разряде ионов [2233, 2234]. Этой гипотезой устраняется указанное выше противоречие ионной теории-с опытом. [c.679]

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ГАЗОВОМ РАЗРЯДЕ [ГЛ. ХХИ [c.680]

Все данные, вытекающие из исследования реакций, имеющих место при действии электронных потоков на реагирующие вещества, говорят за то, что в газовом разряде химические реакции протекают иным, не совсем обычным путём. Элементарные процессы при химических реакциях в разряде в первых стадиях этих реакций должны существенно отличаться от обычных, особенно в отношении концентрации ионов и возбуждённых частиц. Как пример специфического характера реакций в разряде можно привести, что в термической реакции из смеси СО 4- Нг получаются только метиловый спирт, парафины, олефины и т. д., а при реакциях в разряде получается в значительных количествах богатый энергией ацетилен [2221]. [c.680]

Пригожин и Гегепьо исследовали газовый разряд. Здесь химической реакцией является ионизация молекул. Рассматривая молекулы как компонент 1, ионы как компонент 2, а электроны как компонент 3 (с молекулярными весами Mj, и Шц), имеем [c.232]

В жидкой и газовой фазах при исследовании короткоживущих радикалов используется струевая методика, которая заключается в следующем непосредственно перед резонатором спектрометра в специальном смесителе смешиваются вещества, реакцию между которыми предстоит изучить. Смесь с большой скоростью продавливается через ячейку, находящуюся в резонаторе. Таким образом, удается поддерживать в резонаторе достаточно высокую концентрацию образующихся в ходе реакции короткоживущих радикальных продуктов в течение времени, достаточного для регистрации спектра. При исследованиях в газовой фазе в струю газа непосредственно перед резонатором могут вводиться атомы и радикалы, получаемые в электрическом разряде. Таким образом, могут быть изучены как первичные радикальные продукты электроразряда, так и вторичные радикальные продукты, возникающие в результате химической реакции. [c.40]

Эмиссионные оптические методы базир тотся на измерении интенсивности света, излз енного атомом или молекулой, возбуждаемыми за счет энергии газового разряда, потока внешнего электромагнитного излучения или энергии химической реакции, а также рассеянного на частицах (атомах, молекулах, аэрозолях) определяемого компонента. [c.920]

Как известно, все процессы, при которых выделение значительной энергии происходит за весьма короткий промежуток времени н в малом по сравнению с объемом окружающей среды объеме жидкости или газа, относятся к взрывам независимо от того, являются ли они следствием химической реакции, искрового разряда в жидкости (электрогидравлический эффект) или результатом фокусирования лазерного излучения (фотогидравлический эффект). В дальнейшем нам понадобятся понятия, определения и выводы, связанные с проблемой точечного взрыва, при котором энергия взрыва выделяется в центре сферического объема. Благодаря работам Л. И. Седова и других исследователей [109, 172, 1731 была решена гидродинамическая задача о неустановившихся движениях жидкой или газовой среды, побуждаемых точечным взрывом. Нас будет также интересовать задача о плоском взрыве, в условиях которого колебательный процесс распространяется в направлении перпендикуляра к плоскости [c.221]

Настоящая монография посвящена рассмотрению современного состояния кинетики химических газовых реакций, являющейся одной из важных, быстро развивающихся областей физической и теоретической химии. В монографии, наряду с термическими реакщ1ями, рассматриваются также фотохимические реакции, реакции, протекающие в электрическом разряде, и отчасти радиационно-химические реакции. Огромный материал, накопленный и непрерывно накапливающийся в области кинетики газовых реакций, нуждается в обобщениях, подводящих некоторые итоги разработки отдельных направлений кинетики и намечающих пути их дальнейшего развития. Эта задача, поставленная в качестве главной задачи данной монографии, не всегда могла быть решена в полной мере. В некоторых случаях автор вынужден был ограничиться по возможности объективным изложением вопроса, требующего углубленной коллективной экспериментальной и теоретической разработки. Такой подход обусловлен тем, что в результате критического рассмотрения имеющихся данных выявилась очевидная недостаточность некоторых общепринятых представлений и методов трактовки химического процесса. [c.3]

В нескольких статьях разобраны вопросы протекания химических реакций в газовых разрядах (статьи Е. Н. Еремина и Д. Т. Ильина, Ю. В. Филиппова, Ю. М. Емельянова и И. А. Се-миохина). Процессы электроокисления органических веществ и роль адсорбции этих веществ на электродах рассмотрены в статье О, А. Петрия, Б. А. Подловченко и А. Н. Фрумкина. [c.2]

Как было показано на стр. 95, два атома в газовой фазе не могут при столкновении соединиться друг с другом без участия третьего тела. Точно так же мало вероятно соединение атома или радикала с каким-либо другим атомом или радикалом с образованием одного устойчивого продукта, если тепло, выделяющееся при химической реакции, не может быть удалено каким-либо способом, так как и в этом случае должен соблюдаться закон сохранения момента и квантование внутренней энергии. Поэтому такие газовые реакции, как Нг-f-СЬ = 2H , которые инициируются электрическими разрядами, идут через свободные атомы и являются не простыми процессами соединения, а в основном реакциями замещения в газовой фазе, а также более сложными процессами, включающими тройные сго-лкновения или реакции на поверхности. Действительно, почти все газовые реакции представляют сложные цепные процессы с последовательными замещениями атомов. Данные о кинетике этих цепных реакций можно найти в других книгах . Мы коснемся только вопроса о доказательстве их атомного механизма. [c.98]

Экспериментальные трудности количественного спектрального анализа газовых смесей заключаются главным образом в невозможности в большинстве случаев использовать конденсированную искру, — надежный источник света, широко применяемый при спектральном анализе твердых веществ, обеспечивающий равномерное свечение всех компонентов анализируемого вещества. Искра не применима для спектрального анализа газов, так как в ней спектр газа почти всегда забивается спектром электродов. Другая причина трудностей заключается в тех изменениях в исследуемой смеси газов, которые происходят в ней во время свечения. Газы адсорбируются элeкtpoдaми и стенками сосуда. В газах, кроме того, под влиянием электрического разряда происходят химические процессы, состав газов меняется, возникают новые компоненты, которые могут вступать в реакцию с электродами и стенками сосуда. И поэтому изменения, происходящие в газовой смеси при свечении, делают результаты спектральных анализов газов мало воспроизводимыми. [c.248]

В опыте с брикетами на токопроводящей графитовой основе при отсутствии в газовой среде кислорода продолжительное обыскрива-ние ведет к снижению аналитического сигнала. Это обстоятельство объясняется неблагоприятными условиями для сгорания графита как основы и затруднением выхода частиц в облако разряда. Другим фактором, объясняющим это снижение, являются процессы кар-бидообразования, поскольку наиболее ярко оно проявляется для РЗЭ и других элементов, склонных к карбидообразованию,— циркония, титана. Термодинамические исследования [8] возможных химических реакций для РЗЭ при температурах процессов выше 2000°С подтверждают высказанную точку зрения. [c.39]

Порядок отдельных глав книги изменён. Изложение элементарных процессов более чётко расчленено. Порядок следования глав, трактующих о газовом разряде, приведён в соответствие с классификацией различных видов разряда по происходящим в них элементарным процессам и с выкристаллизовавшимися за последнее время теориями разряда. Ряд охватываемых книгой явлений разряда расширен. Изложена современная теория искрового разряда, введено краткое описание и объяснение про цессов, имеющих место в молнии. Включены главы о разряде при высоком и сверхвысоком давлении, об электрических явлениях в земной атмосфере и о химических реакциях в газовом разряде. В главе XXIII даётся обзор приложений электроники и газового разряда в технике. В главе XXIV Приложения собраны некоторые данные, полезные при исследовательской и прп практической работе в области газового разряда. Литературньп [c.11]

Совсем иное имеет место в газах. Ионы в газах не представляют собой обязательно составные части молекул данного газа. В газах встречаются самые разнообразные ионы положительно и отрицательно заряженные отдельные атомы, целые заряженные молекулы, а также заряженные комплексы атомов, которые никогда не встречаются в свободном состоянии при химических реакциях. В газах не происходит выделения отдельных составных частей газа на электродах с переходом их в другое агрегатное состояние, как это имеет место в электролитах, и мы обычно не замечаем переноса того или другого вещества через газ. В газе ионы отдают свои заряды электродам и диффундируют обратно Б газ в виде нейтральных частиц. Ионы в газах обряг зуются не только под действием внешних ионизаторов, но и вследствие целого ряда атомарных элементарных процессов в объёме газа и на поверхности электродов — процессов, тесно связанных с прохождением разрядного тока через газ. При самостоятельном разряде роль этих процессов значительно больше, чем роль внешнего ионизатора, и для поддержания разряда последний становится излишним. При наличии этих процессов, а также вследствие уноса ионов током и их нейтрализации на электродах концентрация ионов и свободных электронов в газе зависит от силы тока и напряжённости поля в разряде. Это обстоятельство в свою очередь является причиной несостоятельности закона Ома в газах и причиной сложного вида вольтамперных характеристик различных типов газового разряда. [c.18]

Возбуждение атомов и молекул происходит также при ряде химических реакций и в некоторых случаях при трении тел одно о другое. Такое свечение носит названия хемилюминесценция и триболюминесценция. В газовом разряде мы имеем дело в большинстве случаев с электролюминесценцией в дуговом разряде при высоких давлениях, в так называемом отшнурованном положительном столбе, имеет место термическое излучение. [c.320]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология