Химические колебания

Благодаря достижениям в математике колебательных решений химические колебания были проанализированы с учетом этих новых математических концепций. Кроме того, необычное поведение некоторых химических реакций вызвало к жизни ряд математических исследований. [c.82]

РАЗВИТИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ХИМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ПОСЛЕДНЕЕ ВРЕМЯ [c.89]

Задачи о колебаниях изучаются в гл. 14. Первые модели периодических химических реакций были предложены уже давно [115, 193], но только за последние годы было накоплено значительное количество данных по низкочастотным химическим колебаниям, особенно в области биохимических реакций. [c.15]

Как подчеркивается в гл. 14, существуют два типа химических колебаний. Первый тип соответствует колебаниям на термодинамической ветви этот случай реализуется в модели Лотка — Воль-терра. Точнее, эта модель соответствует пределу бесконечного химического сродства. Другой тип соответствует колебаниям за пределом устойчивости термодинамической ветви. Это приводит к понятию предельный цикл , введенному в теоретическую механику Пуанкаре в 1892 г. Такие предельные циклы представляют большой интерес, поскольку они являются прекрасным примером временного упорядочения, порожденного необратимыми процессами. [c.15]

В 1980 г. в ФРГ состоялся дискуссионный симпозиум, посвященный кинетике физико-химических колебаний [84]. Перечислим сообщения, сделанные на этом симпозиуме по различным проблемам реакции Белоусова—Жаботинского. [c.255]

В данной главе мы рассмотрим химические колебания в однородной среде, которые интенсивно изучались ). Уравнения сохранения, как и уравнения для возмущений, являются автономными системами обыкновенных дифференциальных уравнений, содержащими в качестве независимой переменной только время. Сначала будут исследованы колебания на термодинамической ветви (разд. II.5), которые описываются моделью Лотка — Вольтерра [115, 193]. Затем будут рассмотрены колебания на нетермодинамической ветви и обсуждено различие в поведении системы по сравнению с первым случаем. Здесь характерно появление нового типа химических колебаний, так называемых предельных циклов . [c.205]

Общим условием для возможности колебательного протекания процесса является наличие в системе положительной или отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь имеется во всяком химическом процессе, скорость которого уменьшается вследствие расходования реагирующих веществ (или в сложных реакциях—активных промежуточных продуктов). Положительная обратная связь может создаваться либо химическим автокатализом, либо теплом, выделяющимся при реакции и ускоряющим ее. В первом случае мы будем говорить о кинетических, во втором — о термокинетических колебаниях. Положительная обратная связь имеет место в автокаталитических и экзотермических реакциях. Отрицательная обратная связь может приводить к химическим колебаниям в замкнутой системе только в том случае, если в реакции участвуют активные промежуточные продукты, так как расходование исходных веществ в замкнутой системе ничем не восполняется. Напротив, в проточной системе, куда исходные вещества непрерывно подводятся, возможно возникновение колебаний вследствие отрицательной обратной связи, происходящей от выгорания исходного вещества. [c.431]

Термодинамический критерий возникновения химических колебаний [c.206]

ХИМИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ, УСТОЙЧИВОСТЬ И РЕГУЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.430]

Накопление в реагирующей системе активных продуктов или тепла может приводить к колебательному протеканию реакции во времени. При этом условия устойчивости становятся сложнее, чем в простых случаях, рассмотренных выше. Наряду с простой непериодической неустойчивостью, с которой мы имели дело до сих пор, становится возможной также и колебательная неустойчивость, т. е. самовозбуждение колебаний. Химические колебания имеют важное значение для ряда вопросов науки и техники. Так, одной из основных особенностей живого организма является наличие биологических ритмов, которые могут быть связаны с периодическими химическими процессами. С другой стороны, возникновение самовозбуждающихся колебаний при техническом осуществлении экзотермического химического процесса может привести к опасным разогревам и, следовательно, химик-технолог должен уметь взять такие колебания под свой контроль. Эти вопросы привлекают большой интерес в последнее время в связи с проблемой автоматизации химических производств. Тем самым возникает связь химической технологии с теорией автоматического регулирования и ее основой — теорией колебаний [1]. [c.430]

В отличие от указанных тривиальных случаев кинетическими мы называем химические колебания, частота которых и амплитуда автоколебаний связаны со сложной кинетикой самих химиче- [c.438]

В связи с биологическими применениями особый интерес представляет разыскание гомогенных химических колебаний в жидкой среде. Возможность наблюдения подобных явлений в замкнутой системе облегчается, если речь идет о колебаниях гомогенного катализатора, присутствующего в системе в малой концентрации. Пусть каталитическая реакция идет в две стадии в первой из них катализатор реагирует с исходным веществом и теряет свою активность, а во второй стадии происходит регенерация катализатора. При простой кинетике обеих стадий устанавливается стационарная концентрация активного катализатор а. Если же кинетика оказывается сложной, то возможна запаздывающая регенерация катализатора, что приведет к колебательному изменению его концентрации. [c.443]

Возможности возникновения химических колебаний существенно расширяются при переходе к проточным системам. В замкнутой системе термокинетические колебания нам удалось получить только для сложной реакции, в которой участвовал промежуточный продукт X. Это объяснялось тем, что для колебательного процесса необходимо возобновление расходуемого продукта, что в замкнутой системе возможно только посредством его образования из исходных веществ. [c.449]

Исследователи неоднократно наблюдали режим пульсирующего воспламенения в холодных пламенах углеводородов [9], при горении сероводорода НзЗ [8] и смеси водорода с кислородом ЗН2 + + О2 (+N2) [7]. Эксперименты в данных работах проводили на статических установках в замкнутом объеме, поэтому наблюдающиеся пульсации были немногочисленны (порядка 10 вспышек в одном эксперименте). В работе [10] достигнут устойчивый режим периодического воспламенения смесей паров горючего (углеводороды, входящие в состав прямогонного бензина и крекинг-бензина) с воздухом. Устойчивый во времени режим достигался за счет использования так называемого турбулентного реактора (типа реактора идеального смешения) с объемом рабочих сосудов 100 мл и 2 л. В реакторе объемом 100 мл режим периодического воспламенения наблюдали при температурах около 390° С, величина а (отношение имеющегося в по-, даваемом воздухе кислорода к количеству, необходимому для полного сгорания горючего до СОд и Н2О) составляла 0,075. При данных условиях частота пульсаций была 0,5—0,25 Гц и практически не зависела от концентрации горючего в смеси. В реакционном сосуде объемом 2 л периодический режим самовоспламенения наблюдали в интервале температуры 350—450° С, частота вспышек 0,25—0,05 Гц и увеличивается с увеличением температуры (также не зависит от концентрации паров бензина в смеси). Вспышки обычно возникали в центре сосуда, где находится трубка, по которой выводятся продукты реакции при малых величинах а вспышки визуально имеют синий цвет, при увеличении а — становятся желтыми. В промежутке времени между вспышками наблюдается полное затухание пламени или остаточное слабое свечение. При рассмотрении зависимости частоты вспышек от отношения поверхности сосудов к объему сделан вывод о том, что в данной системе имеют место не релаксационные , а химические колебания. [c.230]

В работе [83] исследовались химические колебания в реакции Белоусова—Жаботинского, катализированной Мп" и зависимость времени начала колебаний и их периода от концентрации иона бромида. [c.255]

Не так давно обнаружено интереснейшее явление - химические колебания. Оно очень красиво не только как факт науки, но и само по себе, в прямом смысле. Представьте пробирка, в которой идет реакция. [c.32]

Не останавливаясь на конкретных реакциях, здесь мы коснемся только одного из получивших в последнее время распространение методов, при котором иск.пючается время из кинетических уравнений и находятся стабильные решения задачи на основе разработанной Ляпуновым теории устойчивости. В простейшем случае двух переменных х ш у (например, двух активных центров или одного активного центра и температуры) из кинетических уравнений dx/dt = Ф,с х, у) и dy/dt = Фу (х, у) (х и у — концентрации или концентрация и температура) получим уравнение dxfdy = / х, у), которое может быть отображено на плоскости (фазовая плоскость или диаграмма) и проанализировано (по Ляпунову) с целью нахождения особых точек, определяющих условия стаби.тгьности системы (см. [136], глава X). Таким путем могут быть получены пределы воспламенения, в частности пределы, обусловленные одновременным действием цепного и теплового факторов (объединенная теория цепного и теплового воспламенения), режим химических колебаний и др. [c.219]

Очень важным примером изотермических химических колебаний являются, по-видимому, периодические явления при фотосинтезе. Чернавская и Чернавский [12] рассмотрели с этой точки зрения цикл темповых реакций фотосинтеза, который предложил Кэлвин [13]. В цикле участвуют сахаристые вещества с числом углеродных атомов в молекуле от трех до семи (триозы, тет-розы, пентозы, гексозы и гептозы). Если указывать это число нижним индексом, то схема процесса записывается так [c.445]

Автор благодарен Б. В. Вольтеру, показавшему очень интересную книгу, изданную еще до войны Шемякин Ф. М., Михалев П.Ф. Физико-химические периодические процессы. М. Л. Изд-во АН СССР, 1938. 178 с. В этой монографии, к сожалению, мало известной послевоенному поколению исследователей, подведен промежуточный итог наблюдений периодических физико-химических процессов. Библиографический список здесь насчитывает более 900 наименований. Предста1 1яется, что этот труд должен занять достойное место в истории химических колебаний. В част I )сти, химическая кинетика еще ждет своего летописца — люди и модели от А до я (от Азатя I до Яблонского). [c.19]

В эпигенетической сфере также наблюдаются химические колебания так, Кнорре и Бергтер [137] экспериментально установили существование осцилляции скорости синтеза -галактозидазы в культуре Es heri hia oli с периодом около 40 мин. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология