Спектроскопия исследование химических реакций

Проблема исследования химических реакций, осуществляемых в плазме и плазменных струях, требует в первую очередь знания основных параметров применяемой плазмы — температуры, состава и их пространственно-временного распределения. Методы определения этих параметров, используемые при исследованиях чистой плазмы, могут быть применены и для изучения плазмы с введенными в нее реагентами некоторой химической реакции. Однако при этом возникают новые трудности, ввиду вносимой химическими процессами дополнительной неравновесности. Тем не менее, с необходимой осторожностью можно применять обычные методы диагностики плазмы, в первую очередь методы, основанные на исследовании собственного излучения плазмы, а именно методы оптической пирометрии и спектроскопии, достаточно хорошо разработанные в применении к пламенам и электрическим дугам. [c.196]

Исследование химических реакций иа поверхности палладия методом инфракрасной спектроскопии. [c.257]

Глава 7 Применение электронной спектроскопии для исследования химических реакций [c.195]

Характерной чертой публикуемых работ является высокий уровень экспериментальной техники. При исследовании химических реакций, которыми сопровождаются процессы граничного трения, используются масс-спектроскопия, метод радиоактивных индикаторов, хроматография, инфракрасная спектроскопия и другие тонкие физико-химические методы. Кроме того, еще два обстоятельства придают особый интерес этому сборнику. Во-первых, во многих докладах содержатся сведения по работам, результаты которых обычно мало или совсем недоступны советскому читателю. Это относится к материалам, публикуемым в США в виде технических записок, а также к работам японских ученых, ведущих в настоящее время весьма интенсивные исследования в этой области. Во-вторых, издание в одном сборнике работ, посвященных близким или одинаковым тематикам, но выполненных в различных лабораториях мира совершенно независимо друг от друга, дают возможность их непосредственного сопоставления, что полезно с точки зрения оценки уровня и направленности работ, проводимых различными научными школами. Сборник состоит из трех разделов. Основная часть работ первого раздела посвящена проблеме химического взаимодействия фосфорорганических соединений со сталью. В этих работах, в частности, развита прин- [c.5]

Направление научных исследований химия, физика, металлургия, математика механические свойства твердых тел спектроскопия кинетика химических реакций. [c.163]

Рассмотренные молекулярные параметры энергия диссоциации, межъядерные расстояния, равновесная конфигурация, число симметрии — важны для химии не только как индивидуальные характеристики молекул. По ним можно рассчитать термодинамические свойства веществ и константы равновесия химических реакций. В нашей стране ведутся обширные исследования молекулярных параметров методами спектроскопии (В. И. Кондратьев, В. М. Татевский, Л. В. Гурвич, А. А.. Мальцев и др.), м асс-спектрометрии (Л. И. Горохов, Л. И. Сидоров и др.), газовой электронографии и другими физическими методами. [c.50]

Оптическая спектроскопия с успехом используется при решении вопросов количественного и качественного анализа, структурно-группового анализа, изучения внутри- и межмолекулярных взаимодействий, конфигурации молекул, а также исследования различных видов изомерии. Она применяется, в частности, при изучении кинетики химических реакций, определении констант диссоциации кислот и оснований и т. д. [c.123]

Спектроскопия ЯМР широко и успешно применяется для исследования равновесных химических превращений и обменных процессов, при которых периодически меняется строение, а значит, электронное окружение магнитных ядер и спин-спиновое взаимодействие ядер, т. е. химические сдвиги б и константы /. К таким процессам относятся как внутримолекулярные превращения (заторможенное внутреннее вращение, инверсия пирамидальной системы связей у азота, инверсия циклов, таутомерия и т. д.), так и межмо-лекулярные обменные и другие равновесные химические реакции (протонный обмен в водных растворах карбоновых кислот, аммиака, лигандный обмен, рекомбинация ионов, биохимические взаимодействия фермент — субстрат и т. д.). [c.40]

Применение методов спектроскопии ЭПР в химических исследованиях весьма разнообразно. Но грубо можно говорить о двух направлениях— одном, касающемся в основном структурных аспектов, и другом — динамики процессов. К первому относится изучение структуры органических, неорганических и комплексных радикалов и ион-радикалов, парамагнитных центров в твердых телах и т. д., а ко второму — изучение механизмов и кинетики химических реакций, обменных процессов и т. д. [c.68]

В результате этого спектр веш,ества в инфракрасной области дает сразу много сведений о наличии в веществе различных химических групп. Например, наличие атома кислорода в органическом соединении может означать присутствие в его составе спиртовой ОН, эфирной С — О — С, альдегидной, карбоксильной группы и ряда других. Чтобы установить наличие или отсутствие каждой из этих групп химическими методами, надо провести целую серию химических реакций, типичных для группы каждого типа. С помощью ИК-спектра этот вопрос решается сразу. Поэтому ИК-спектроскопия — один из важнейших физических методов исследования строения сложных молекул. [c.156]

Применение ЯМР-спектроскопии не ограничивается установлением или же подтверждением химического строения молекул. ЯМР дает возможность решать ряд проблем стереохимии, количественного анализа смесей, кинетики и механизмов быстрых химических реакций, в том числе протонного обмена, таутомерных превращений и другие вопросы. Целые разделы органической и неорганической химии обязаны своим стремительным развитием именно применению спектроскопии ЯМР- Данные спектров ЯМР считаются такими же надежными критериями в оценке структуры, в распознавании и отождествлении химических соединений, как и сведения других физических методов исследования. [c.10]

ЯМР-спектроскопия представляет собой перспективный метод исследования. Она позволяет фиксировать образование промежуточных продуктов химических реакций (ионов, промежуточных комплексов, сольватов и др.). По интенсивности сигналов ЯМР в ходе не очень быстрых реакций уда -ется следить за изменением концентрации веществ. ЯМР-спектроскопия широко применяется для изучения скоростей и активационных параметров обменных процессов, при которых периодически меняется магнитное окружение ядер. [c.128]

Идентификация соединений и качественный анализ стабильных продуктов химических реакций. При исследовании механизма химической реакции очень важно знать, какие вещества и в каких соотношениях образовались в результате реакции это дает ценную информацию о возможных путях протекания процесса, а также о промежуточных веществах. В этом отношении ИК-спектроскопия дополняет другие методы исследования. Особенно большую ценность представляет метод ИК-спектроскопии для обнаружения и идентификации различных веществ. Так, многие вещества (предельные углеводороды, олефины с несопряженной двойной связью) не поглощают в видимой и УФ-областях спектра, но дают характерные ИК-спектры. [c.211]

Применение ЯМР для исследования кинетики пока в основном ограничено обменными реакциями или конфор-мационными превращениями. Недостаточно высокая чувствительность метода не позволяет производить исследование промежуточных продуктов, образующихся в процессе химического превращения, как правило, в небольших концентрациях. В этих случаях часто более пригодными оказываются другие спектроскопические методы (ЭПР, УФ-спектроскопия, люминесценция и др.). В сочетании с этими методами ЯМР является мощным средством решения широкого круга различных проблем, позволяющих глубже понять механизм химических реакций. [c.135]

Спектроскопию комбинационного рассеяния широко используют в биологии, биофизике и медицине для исследования строения молекул и изучения временного хода химических реакций в биологических объектах, поскольку в сложных молекулах колебательные частоты чувствительны к их геометрической структуре и системе связей локализованных групп атомов, изменение которых может происходить в процессе химической перестройки и межмолекулярных взаимодействий. Причем такого рода исследования часто невозможно провести с помощью ИК-спектроскопии, так как большинство представляющих интерес колебательных частот попадает в область спектрального поглощения воды. [c.776]

Теорию групп также используют до проведения расчетов, чтобы знать, будет ли интеграл типа V бр. Vj Л, встречающийся в квантовой механике, отличаться от нуля. Такая информация важна для исследования в следующих областях правила отбора для электронных переходов, химические реакции, ИК-спектры, спектры комбинационного рассеяния и другие разделы спектроскопии. [c.225]

Изучая химические реакции пенициллина, нельзя было получить однозначный ответ относительно его строения, и поэтому для установления истинной структуры была применена ИК-спектроскопия. (Напомним, что в то время это был наиболее мощный метод структурных исследований, доступный химикам-органикам.) [c.512]

Явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР), открытое в 1945 г. Ф. Блохом и Э. Перселлом, ныне лауреатами Нобелевской премии, легло в основу создания нового вида спектроскопии, который в очень короткий срок превратился в один нз самых информативных методов исследования молекулярной структуры и динамики молекул, межмолекулярных взаимодействий, механизмов химических реакций и количественного анализа веществ в различных агрегатных состояниях. Начиная с 1953 г., когда были выпущены первые спектрометры ЯМР, техника ЯМР непрерывно совершенствуется, лавинообразно нарастает поток исследований, возникают новые и расширяются традиционные области применения в химии, физике, биологии и медицине. В соответствии с этим быстро расширяется круг специалистов, активно стремящихся овладеть этим методом. [c.5]

Инфракрасная (ИК) спектроскопия используется в различных областях науки, и в каждой из них придается- этому термину различный смысл. Для химика-аналитика это удобный метод решения таких задач, как, например, определение пяти изомеров гексахлорциклогексана, качества парафина, смолы, полимера, эмульгатора в эмульсии для полировки, опознание страны, из которой вывезен контрабандный опиум. Физику ИК-спектроскопия представляется методом исследования энергетических уровней в полупроводниках или определения межатомных расстояний в молекулах. Она может быть также полезна и при измерении температуры пламени ракетного двигателя. Для химика-органика это метод идентификации органических соединений, позволяющий выявлять функциональные группы в молекулах и следить за ходом химических реакций. Для биолога ИК-спектроскопия - перспективный метод изучения транспорта биологически активных веществ в живой ткани, ключ к структуре многих естественных антибиотиков и путь познания строения клетки. Физикохимику метод позволяет приблизиться к пониманию механизма гетерогенного катализа и кинетики сложных реакций. Он служит дополнительным источником информации при расшифровке структуры кристаллов. В этих и многих других областях знания ИК-спектроскопия служит исследователям мощным средством изучения тайн вещества. Вероятно, справедливо будет сказать, что из всех инструментальных методов ИК-спектроскопия наиболее универсальна. [c.9]

Изучение межмолекулярных взаимодействий и процессов комплексообразования проводится аналогично описанному выше исследованию кинетики химических реакций, а также изучению комплексообразования методом УФ-спектроскопии. Особенно часто метод используется для исследования образования водородных связей в полимерах, например в полиуретанах [23, 24]. [c.224]

Определение состава поверхности N1—5-катализаторов посредством электронной Оже-спектроскопии показало, например, наличие взаимосвязи между составом и гидрогенизационной активностью [15]. Вероятно, этот тип связи имеет значение для каталитических систем, подверженных воздействию сероводорода, например таких, с которыми приходится сталкиваться при переработке угля СРК. Информация о взаимосвязи активности с составом поверхности вместе с термодинамическими данными о системе может представлять ценность при разработке оптимальных катализаторов. Ультрафиолетовая фотоэлектронная и рентгеновская спектроскопия были уже использованы для исследования химической и электронной структуры элементов в катализаторе при изучении ряда соединений, включающих оксиды и сульфиды молибдена и кобальта [16, 17]. Применение этих методов позволяет лучше понять свойства поверхности веществ (как до, так и после реакции), представляющих интерес для катализа. Для использования в условиях протекающей реакции представляет большой интерес метод рентгеновской спектроскопии тонких структур края поглощения (см. разд. 11.3), который может, в принципе, служить руководством по управлению работой катализатора даже в таких сложных процессах, как процессы переработки нефти и угля. [c.221]

Методика экспериментов. Для исследования химической структуры сополимеров целлюлозы часто применяют метод инфракрасной спектроскопии. Обычно наряду с реакциями сополимеризации, инициированными свободными радикалами, происходит окислительная деструкция целлюлозы, и соответственно увеличение поглощения в области характеристических полос групп С=0 [5]. Ковалентные связи между целлюлозой и полимером могут быть качественно идентифицированы с помощью ИК-спектроскопии. Типичные данные для сополимера целлюлозы с акрилонитрилом приведены в табл. 2. [c.224]

Макдональд (1958) считал, что для удаления адсорбированной воды с поверхности порошка кабосила достаточно вакууми-ровать его в течение нескольких часов при комнатной температуре или в течение 1 час при температуре 300°. Вакуумирование при комнатной температуре оказывается недостаточным для удаления адсорбированной воды с поверхностей более высоко гидратированных кремнеземов, таких, как пористое стекло или полученный осаждением из водного раствора силикагель. Фрипьят и Утерхофен (1962) определили содержание адсорбированной воды и поверхностных гидроксильных групп кремнезема по методике, сочетающей инфракрасную спектроскопию и химическую реакцию с метиллитием. На основании этих исследований был делан вывод, что адсорбированная вода сохранялась на поверхности кремнезема в процессе вакуумирования до 300°. В табл. 36 [c.314]

Помимо варианта спектроскопии ДЯМР, спектрометр может быть использован как аналитический прибор, регистрирующий изменение концентраций реагирующих веществ по мере прохождения химической реакции. При этом особенно ярко проявляется наглядность метода, часто позволяющего проследить за всеми или за большей частью молекул, участвующих в реакции. При работе в стационарном режиме метод применим для исследования химических реакций, полупериод протекания которых не превышает время записи спектра, т. е. примерно, 1 мин. Еще одно ограничение данного варианта метода — необходимость работы с достаточно концентрированными (не менее 5 вес. %) растворами. Использование накопителей сигналов позволяет получить выигрыш в чувствительности, пропорциональный ]/ п, где п — число прохождений, но приводит к большому проигрышу во времени, пропорциональному числу прохождений, что явно малопригодно для исследования относительно быстрых реакций. [c.239]

Существует несколько причин, ограничивающих широкое применение методов ИК-спектроскопии и комбинационного рассеяния при исследовании низкотемпературных реакций. Прежде всего, это технические трудности при конструировании криостатов. Пожалуй, наибольшие трудности возникают из-за хрупкости материалов, применяющихся для изготовления оптических окон. В работе [108] описана конструкция стеклянного криостата для ИК-спектроскопии, а в [165]—металлического для исследования химических реакций методом матричной изоляции. Использование оптических окон из Ag l и AgBr для криостатов предложено в [166]. Эти окна очень удобны, не трескаются, их можно впаивать с помощью простого способа, который описан там же. Применяя такие окна, можно записывать ИК-спектры до 23 и 35 мкм соответственно. [c.44]

Если скорость химической реакции на поверхности катализатора достаточно велика, то адсорбционное равновесие не достигается и степени заполнения поверхности молекулами реагентов нельзя определить из уравнения изотермы адсорбции. В предельном случае, когда адсорбция одного из реагентов является наиболее медленной стадией, скорость процесса лимитируется скоростью адсорбции этого реагента, и можно говорить о протекании реакции в адсорбционной области. Скорость адсорбции определяется константой скорости адсорбции и концентрацией сорбируемого вещества следовательно, кинетика процесса в адсорбционной области формально следует уравнению реакции первого порядка. Поэтому различить кинетическую и адсорбционную области только по кинетическим измерениям нельзя и при необходимости следует ставить специальные эксперименты по измерению скорости адсорбции или применять другие прямые методы исследования, например, спектроскопию адсорбированных молекул. [c.84]

АБСОРБЦИОННАЯ спектроскопия (лат. аЬ8огр11о — поглощение) — физические методы исследования, основанные на измерении поглощения излучения определенной длины волны. К А. с. относят спектроскопию в УФ, видимой и ИК частях спектра и др. А. с. применяется для качественного и количественного анализа химических соединений, установления химического строения и степени чистоты веществ, изучения кинетики химических реакций и др. Метод [c.5]

Подтверждением схем (5.23) и (5.24) являются результаты одновременного исследования методами ИК спектроскопии и гравиметрии модифицирования поверхности одного и того же образца кремнезема паром у-АПТЭС. Из рис. 5.10 видно, что в спектре исходного кремнезема (1) наблюдаются полосы поглощения поверхностных свободных (3750 см ), а также ассоциированных и внутриглобульных (3650 см- ) силанольных групп (см. лекцию 3). Изменение спектра кремнезема при выдерживании его в паре 7-АПТЭС (2) обусловлено химической реакцией между свободными силанольными группами кремнезема и этоксильными группами молекул у-АПТЭС. При этом полоса 3750 см- исчезает из спектра, а появляются полосы 3380 и 3320 см антисимметричного и симметричного колебаний групп ЫНг и полосы 2980, 2940, 2903 и 2880 СМ- колебаний С—Н в группах СНг и СНз этоксильных групп (2980, 2940 и 2903 см- ) и групп СНг н-пропильной цепи [c.104]

Экспериментальные методы фемтохимии основываются на достижениях фемтосекундной спектроскопии (см. разд. 5.2.9). Можно вьщелить три основных направления этой новой области исследований динамика внутримолекулярных процессов и переходного состояния при химическом превращении кинетика сверхбыстрых химических реакций управление внутримолекулярной динамикой и элементарным химическим актом. Эти три направления кратко описаны в последующих разделах. Приведенные примеры взяты из обзора А. Зевайла. [c.170]

Диагрздуша состояния бинарной системы ДБТП— ДФГ. в отличие от таковой для системы МБТ— ДФГ, характеризуется меньшей выпуклостью между двумя Тэв (122,5 и 121,5°С), свиде-тельств)пош,ей о протекании в условиях эксперимента химической реакции с образованием низкогшавкого нового соединения. Качественное исследование кинетики этой реакции проводили методом ИК-спектроскопии на образцах, в которых соотношение компонентов равнялось 0,1 0,9 0,3 0,7 и 0,5 0,5 соответственно. [c.121]

Определение характеристик поведения нанесенных катализаторов в случае их отравления во время реакции является трудной, о необходимой задачей. Методы электронной спектроскопии, используемые для изучения поверхностных слоев, требуют применения высокого вакуума (чтобы провести энергетический анализ испускаемых электронов), поэтому они не могут применяться для реакционных систем. Методы, использующие более проницающее излучение (спектроскопия Мессбауэра, инфракрасная спектроскопия и метод EXAFS), должны быть приспособлены для соответствующих условий, но без кристаллической фазы в высокодисперсной форме не может быть резкого различия в составе между объемом и поверхностным слоем. Должна преследоваться цель изучения активных мест в период протекания химической реакции в реакционных системах. Естественно, должны быть разработаны соответствующие физические методы исследования. [c.241]

Мейбум [24] указывал, однако, что такая формулировка принципа неопределенности неприменима, если уширяющиеся пики начинают перекрываться, так как она предсказывает неограниченное уширение при возрастании скорости обмена, что, как мы увидим, не соответствует наблюдаемым фактам). Оптические спектры характеризуются высокими частотами наблюдения (10 —10 Гц) поэтому это уширение не будет заметно при разрешающей способности оптических спектрометров, за исключением случаев очень малых времен (б я 10- —10- з с и менее). Время жизни конформаций и ионизованных состояний органических молекул обычно намного больше. Однако в ЯМР-спектроскопии частоты наблюдения в 10 раз ниже, а ширина линий может составлять 1 Гц и менее, вследствие чего сигналы обменивающихся модификаций могут отстоять друг от друга всего на несколько герц. В этих условиях слияние сигналов индивидуальных модификаций может наступить даже при больших временах жизни порядка 10 —10 с. Если же времена жизни существенно короче, обе формы будут представлены одним узким сигналом и станут практически неразличимы. Для химии очень важно, что такие времена жизни (10 —10- с) соизмеримы со скоростями химических реакций и процессов изомеризации. Путем соответствующего видоизменения уравнений Блоха (см. разд. 1.7) можно получить аналитическое выражение для формы спектральных линий при уширении или слиянии пиков, с помощью которого были измерены скорости самых разнообразных химических процессов. Поскольку в практике ЯМР-исследований полимеров этот метод используется сравнительно редко, мы не станем останавливаться на нем подробно, тем более, что этот вопрос широко освещен в литературе. Нам важно лишь отметить, что ЯМР-спектры молекул, которые могут иметь различную конформацию (а именно к таким молекулам и относится большинство полимеров), усреднены по всем возможным конформациям. Спектры ЯМР позволяют получить важные данные о предпочтительности той или иной конформации, но в общем случае эти данные представлены в неявном виде. [c.48]