Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Химические реакции в дуговом разряде

    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]


    В настоящем издании, дополненном и расширенном, рассмотрены условия возникновения искрового, тлеющего, дугового, факельного, коронного, барьерного (тихого) и других электрических разрядов. Описаны аппаратура и методы проведения в разрядах различных химических реакций. В книге содержатся сведения о ряде новых технологических процессов. Введен новый раздел, посвященный реакциям в плазменных струях различных газов. Показаны известные преимущества проведения некоторых реакций в плазме. Сформулированы общие принципы химической кинетики для реакций в разрядах они применены к изучению ряда конкретных случаев электрокрекингу метана, окислению азота, синтезам озона и перекиси водорода, диссоциации двуокиси углерода и другим. На основе кинетических, спектроскопических и других данных обсуждены возможные механизмы химических реакций в разрядах и рассмотрены существующие теории электрической активации. [c.367]

    Химические реакции в дуговом разряде [c.242]

    Коллоидные растворы иначе называют золями. Их получают дисперсионными и конденсационными методами. Диспергирование чаще всего производят при помощи особых коллоидных мельниц . При конденсационном методе коллоидные частицы образуются за счет объединения атомов или молекул в агрегаты. Так, если возбудить в воде дуговой электрический разряд между двумя проволоками из серебра, то пары металла конденсируются в коллоидные частицы. При протекании многих химических реакций также происходит конденсация и образуются высокодисперсные системы (выпадение осадков, протекание гидролиза, окислительно-восстановительные реакции и т.д.). [c.217]

    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]


    Влияние давления на электрокрекинг метана. Изменение давления газа, в котором горит разряд, может приводить к переходу одной формы разряда в другую (тлеющий разряд в дуговой и т. д. ). Эти изменения формы разряда в свою очередь ведут к изменению энергетической эффективности разряда в отношении той или иной химической реакции. , [c.398]

    Высокотемпературная струя плазмы представляет собой стабилизированный жидкостью дуговой разряд, при помощи которого можно непрерывно нагревать газы до чрезвычайно высоких температур. Хотя прототип современных моделей был создан в Германии еще в 1922 г., использование плазменных устройств для проведения химических реакций не привлекало сколько-нибудь значительного внимания до начала 50-х годов. Этот метод получения высоких температур стал развиваться в связи с обширными исследованиями в области управляемых снарядов и ракет, для которых потребовались материалы, способные противостоять высоким температурам, и аэродинамические трубы для сверхвысоких температур, позволяющих воспроизводить условия входа ракеты в земную атмосферу. [c.323]

    Основные вопросы, связанные с фракционным испарением при использовании дуги постоянного тока между угольными электродами, освещены в работах [708, 244]. Установлены ряды летучести для свободных элементов, окислов и других химических соединений [708], широко используемые в аналитической практике. Отмечена корреляция между скоростью испарения и интенсивностью линий примесей, с одной стороны, и фазовым составом и диаграммой плавкости основных компонентов пробы, с другой [607, 10, 837, 269]. В частности, наблюдалось увеличение скорости испарения и интенсивности линий примесей для бинарных систем эвтектического состава [212]. Термохимические реакции, происходящие в электродах дуги, могут привести к изменению молекулярной формы первоначально вводимых в электроды соединений, что зачастую меняет последовательность и скорость поступления отдельных составляющих в зону дугового разряда. Так, большинство окисных и сульфидных соединений в угольных электродах дуги восстанавливаются до металлов. В ряде случаев важную роль играют процессы карбидообразования [1392, 1309, 1311, 1361, 993, 1353]. [c.140]

    Короткая дуга в воздухе является неподходящим объектом для изучения основных характеристик дугового разряда. Это объясняется тем, что и в газе и на поверхности электродов протекают интенсивные химические и термические процессы. Дуга существует в турбулентной смеси газов или паров, которые частично выделяются из электродов и частично поступают из окружающей атмосферы или возникают в результате реакций. Кроме того, разрядный столб, фиксированный между двумя точками на электродах, имеет вдоль своей длины различные диаметры и структуру. Поэтому короткая дуга, которой в прошлом занимались очень многие, не поддается простому анализу. Далее будет показано, как можно преодолеть эти трудности. [c.269]

    Введение носителей в плазму дугового разряда при определении микроэлементов приводит к изменению некоторых ее характеристик, и в первую очередь температуры, электронной концентрации, времени пребывания атомов и ионов в плазме, на основе чего можно объяснить, в частности, увеличение интенсивности линий ряда элементов [169]. Кроме того, показано, что если носители являются химически активными веществами, то проходят химические реакции в кратере и на торце электрода с получением легколетучих соединений, и при подборе соответствующих условий повышается интенсивность линий элементов [169]. [c.70]

    Используя дуговой разряд в газах с различными физическими и химическими свойствами, можно существенно изменять условия испарения веществ и возбуждения их спектров. Пространственная стабилизация-дугового разряда улучшает воспроизводимость количественных определений, а в некоторых случаях способствует усилению интенсивности спектральных линий и снижению пределов обнаружения элементов [111, 166, 169, 258]. Анализ многочисленных публикаций показал, что замена воздуха в межэлектродном промежутке инертным газом изменяет характер и скорость поступления вещества в разряд, возбуждение и ионизацию атомов, скорость выхода атомов из плазмы разряда она изменяет условия протекания химических реакций, в результате которых меняется летучесть определяемых элементов и основы, а также их концентрация в плазме разряда. [c.75]

    Дуговой разряд при давлении около 1 ат сопровождается значительной потерей электроэнергии на нагрев газов. Более эффективным является тлеющий разряд при уменьшенном давлении газов в дуге создается сравнительно низкая температура молекул газа и высокая температура электронов за счет их высокой скорости в электрическом поле. Столкновение быстро движущихся электронов с нейтральными молекулами азота, водорода и углеводорода вызывает ионизацию молекул, а также образование активных радикалов, способных вступать в быстрые химические реакции  [c.102]


    Принцип отрывной дуги находил многообразное применение для физического исследования спектров. Оказалось, что он дает особенно выгодный источник света и для химического спектрального анализа. Вольтова дуга при низком напряжении отличается тем, что она особенно интенсивно испускает только дуговой спектр и из этого последнего — только основные линии. Таким образом прежде всего спектр беднее линиями, чем другие виды раз ряда. Далее оказалось, что полосы, которых никогда не удается устранить полностью и которые обязаны своим происхождением отчасти газам воздуха и отчасти продуктам реакции вещества электрода с этими газами, обладают в отрывной дуге значительно меньшей интенсивностью и к тому же гораздо более простой структурой. Наконец, так называемые воздушные линии при дуговом разряде исчезают совершенно. [c.48]

    Иная ситуация наблюдается при атмосферном и более высоком давлении, используемом, например, в дуговых разрядах. Большая частота соударений электронов с тяжелыми частицами приводит к сильному разогреванию газа — тяжелых частиц. Его температура достигает нескольких тысяч градусов и сравнительно немного отличается от температуры электронов. Состояние такой системы близко к равновесному. Протекающие в ней химические реакции относятся к квазиравновесным. Для их описания во многих случаях применима классическая химическая кинетика. [c.358]

    В ближайшее время, очевидно, будут применять для проведения химических реакций плазмотроны, где в результате дугового разряда через инертные газы (аргон, азот) может быть достигнута температура до 10 000° С (для связывания атмосферного азота в оксид N0, проведения пиролиза углеводородов и т. д.). [c.25]

    В настоящей работе описано определение примесей в рениевокислых солях аммония, бария, калия, натрия, лития, кальция и магния. Примеси, содержащиеся в рениевокислых солях, поступают в зону дугового разряда в виде легколетучих соединений, которые образуются в кратере электрода в результате химической реакции. В качестве реагента используют фторопласт-4. [c.14]

    Непосредственно к поверхности катода прилегает область катодного падения напряжения, градиент в которой достигает 10 В/см. Все пространство между электродами занято ярко светящимися газами, в которых протекают химические реакции (как в объеме, так и у электродов). Температура газа в дуговом разряде 5000—50 ООО К, а степень ионизации лежит в пределах от 1°/о до 100%. Столб дуги —он представляет собой ярко светящуюся смесь электронов, положительных ионов и более или менее сильно возбужденных нейтральных атомов —называется плазмой. [c.92]

    При конденсационном методе коллоидные частицы образуются за счет объединения атомов или молекул в агрегаты. Так, если возбудить в воде дуговой электрический разряд между двумя проволоками из серебра, то пары металла конденсируются в коллоидные частицы. При протекании многих химических реакций также происходит конденсация и образуются высокодисперсные системы (выпадение осадков, протекание гидролиза, окислительно-восстанови-тельные реакции и т. д.). [c.218]

    Высокочастотные разряды обладают рядом интересных черт, своеобразием и, главное, имеют ряд качеств, которые могут быть использованы в практике. Прежде всего это отсутствие электродов, а следовательно, возможность создания условий для чистого протекания процессов, будь то химические реакции, металлургия или другие применения. Расширяется выбор рабочих тел, которые можно использовать в дуговых разрядах он ограничен из-за химической эрозии поверхностей электродов. [c.227]

    Поскольку для проведения химических реакций интерес представляют лишь тлеющий и дуговой разряды, в последующих разделах рассматриваются только эти типы разрядов постоянного тока .  [c.12]

    II издание значительно переработано и расширено. В книге рассмотрены условия возникновения электрических разрядов в газах искрового, тлеющего, дугового, факельного, коронного, барьерного (тихого) и др. Описаны аппаратура и методы проведения в разрядах различных химических реакций, которые обсуждены [c.3]

    ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ДУГОВОМ РАЗРЯДЕ Электрокрекинг метана [c.67]

    Для осуществления химических реакций чаще всего применяются следующие типы самостоятельных разрядов тихий, коронный, тлеющий, дуговой, безэлектродный. Подробное описание разрядов имеется в руководствах по газовому разряду [c.141]

    Химические реакции в газах и смеси их с твердыми и жидкими веществами могут вызвать искровые, тлеющие и дуговые электрические разряды. Каждый вид разряда зависит от давления газа, плотности тока и напряжения на электродах. Для проведения химических реакций применяют в основном тихий и тлеющий разряды. [c.529]

    Говоря о химических реакциях в газовых разрядах, нельзя не упомянуть о квазиравновесной плазмохимии — традиционном подходе, развиваемом большой группой исследователей. Созданные в последние десятилетия дуговые плазмотроны мощностью до 10 МВт и 04-плазмотроны несколько меньшей мощности позволили решить с применением квазиравновесной плазмы ряд важных научных и практических задач, среди которых особое значение имеют процессы получения ацетилена из метана, синтеза тугоплавких соединений, конверсии угля и переработки соедине- [c.42]

    Эмиссионная спектроскопия, нашедшая широкое применение в-атомной спектроскопии, для изучения молекул используется реже. Эмиссионные спектры возникают путем возбуждения электронов в атомах или молекулах при сообщении им избыточной энергии извне и последующего возвращения их в основное состояние с испусканием квантов энергии в виде излучения строго определенных частот. Для перевода вещества в возбужденное состояние нередко применяют пламя горелки, дуговой или искровой разряд. Однако нри этом многие химические связи в молекулах разрываются и наблюдаемый эмиссионный спектр представляет собой спектр продуктов диссоциации — радикалов, атомов и ионов. В то же время именно это делает метод эмиссионной спектроскопии одним из плодотворных экспериментальных приемов для изучения радикалов, играющих решающую роль в протекании многих цепных реакций. Эмиссионные спектры используются также для изучения электронных оболочек атомов, свойств среды, образованной совокупностью атомов, получения некоторых сведений о состоянии ядер атомов, а также для целей качественного и количественного атомного спектрального анализа. [c.157]

    До настоящего времени в литературе не описано применения таких реакций в случае использования полого катода. При проведении подобных реакций в пробу необходимо вводить химический реагент, способный отдавать имеющийся в его составе химически активный компонент. В обычных условиях разряда в полом катоде это приводило к резкому нарушению устойчивости разряда и переходу его в дуговую форму При анализе с мембраной введение реагента не вызывает нарушения стабильности протекания разряда. [c.101]

    В то время как искровой разряд обычно происходит при высоком напряжении, большой плотности тока и высоком давлении, для возникновения дугового разряда требуется сравнительно низкое напряжение при такой же большой плотности тока и высокое давление, а также большая температура катода. Искровой разряд редко применяют для проведения химических реакций, так как он обладает надтолько большой энергией, что энергия, сообщаемая частичкам газа, намного превосходит величину, требующуюся для химического взаимодействия. Дуговой разряд служит главным образом как вспомогательное -средство для получения высоких температур. [c.535]

    В аналитической эмиссионной спектрометрии наиболее часто используются в качестве источников излучения горячие пламена, электрические дуговые или искровые разряды, а также рентгеновские лучи высокой энергии. В дополнение к ним существуют специальные источники, такие, как плазменнке струи, СВЧ-разряды, разряды в лампе с полым катодом, электроны высоких энергий и химические реакции (хемилюминесценция).  [c.83]

    Химические реакции в плазме разряда. Несмотря на высокую температуру дугового разряда, в нем могут существовать двухатомные молекулы АЮ, AsO, ВО, ВаО, BaF, СаО, СаР, СиО, РеО, GdO, LaO, Mg l, MgO, NbO, NiO, PO, SiO, SrO, SbO, TIO, TaO, UO, WO, VO, YO, ZrO. Устойчивость этих соединений зависит от их энергии диссоциации, а следовательно, и от температуры источника света. Наиболее устойчивые моноокиси ВО, ВаО, СеО, GdO, LaO, NbO, S O, SiO, SnO, TaO, ThO, TiO, UO, VO, WO, ZrO, энергия диссоциации которых выше 150 ккал/моль. [c.127]

    Газофазные реакции синтеза бескислородных керамических материалов, таких как карбиды, бориды, нитриды, требуют большего времени пребывания реагентов в плазме, чем реакции синтеза оксидных материалов. По этой причине индукционный высокочастотный разряд более предпочтителен, чем дуговой разряд, поскольку время пребывания реагентов в зоне индукционного разряда превышает время их пребывания в зоне электродугового разряда с непереносной дугой, используемого для получения (С-Н)- и ( -N)-плaзмы, по меньшей мере на порядок. Несмотря на многообразие применений высокочастотной техники для химических синтезов, плазменные аппараты в таких процессах, за некоторыми исключениями, более или менее типичны. В качестве типичного примера таких процессов и используемых аппаратов приведены результаты работы [11.  [c.330]

    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]

    Наряду с обычными химическими способами ещё в конце XIX века довольно широкое распространение получило применение реакции окисления азота в воздухе в дуговом разряде, получившее название дугового способа производства азотной кислоты или фиксации азота. Электрической дуге в этом способе долгое время приписывали лишь одно термическое воздействие. Мнение это в настоящее время опровергнуто. Дуговой метод добывания азотной кислоты может быть рентабельным, только если пользоваться дешёвой электрической энергией, доставляемой гидроэлектростанциями. Но и в этих условиях этот метод не смог выдержать экономической конкуренции с обычным химическим способом получения азотной кислоты из аммиака и в настоящее время почти не применяется. Тем большее значение приобпе- тают попытки найти другие методы получения N0, а также N02 путем исследования образования этих веществ в других видах разряда—тлеющем, коронном, высокочастотном, факельном Г2222, 2264]. [c.684]

    При изготовлении матриц могут происходить процессы двух типов 1) образование активных центров и включение этих центров в матрицу до того, как произойдет распад, и 2) образование активных центров непосредственно в готовой матрице, например фотолитическим путем. В первом случае обычно используются пиролиз, диссоциация в тлеющем или дуговом разряде или же соответствующая химическая реакция. Затем газообразная смесь вещества матрицы и исследуемого образца приводится в контакт с охлажденной поверхностью. Если отношение молярной концентрации матрицы к концентрации образца достаточно высоко, активные центры будут захвачены матрицей и предотвратится возможная рекомбинация. Внедрение в матрицу может произойти даже в том случае, когда исследуемое соединение еще не конденсируется при температуре образования матрицы. Например, метан (т. пл. 90 К) оказывается включенным в матрицу из четыреххлористого углерода при температурах, значительно превышающих его точку замерзания. [c.76]

    Химическая реакция двух инертных, дешевых и распространенных компонентов (СН4, N3) представляет большой интерес. В патенге So iete d Elektro himie [74] рекомендуется пропускать через дуговой разряд газ следующего состава 60% Ng, 32% Н2 и 6% СН4. При взаимодействии СН4 и N2 образ)аотся, помимо H N, ацетилен и водород, что повышает ценность этого процесса. [c.106]

    Надо г)амегить, что неравновесные эффекты могут проявляться в системе, находившейся вначале даже в состоянии равновесия, если в ней имеют место процессы, протекающие с конечной скоростью. Такие процессы обязательно приводят к возмуще.чию максвелловской (и других) функции распределения. Поэтому химические реакции всегда создают неравновесность, которую нельзя не учитывать в реакциях в тлеющем, дуговых и других разрядах, плазменных струях, ударных трубах и т. п. Отсюда возникает необходимость разработки неравновесной химической кинетики, которая позволяет описывать плазмохимические реакции в стационарных условиях и в релаксирующих системах. Здесь возможны три Подхода квантовомеханический расчет, расчет на основе классической механики, статистический расчет. [c.6]

    Стабилизация рйзряда переменного Тока 14. Химические реакции в дуговом разряде [c.212]

    Мысль об использовании электрических разрядов для осуществления химических реакций зародилась еще в XVIII в. К этому времени относятся первые опыты по окислению атмосферного азота в электрических искрах. Однако изучение химических реакций в электрических разрядах становится возможным лишь после того, как в 1802 г. В. В. Петров описывает дуговой разряд. Исследуя электрические разряды при различных давлениях, В. В. Петров получает и описывает различные типы разрядов, закладывая тем самым основы физики газового разряда. Одновременно с этим он изучает действие электрического тока на различные органические соединения (спирт, оливковое масло и др.) и устанавливает, что при этом в жидкостях возникают искровые разряды, которые вызывают разложение органических соединений и окисление металлов электродов. Систематические же исследования по использованию электрических разрядов для целей синтеза и разложения органических соединений начинаются лишь во второй половине XIX в., после создания достаточно мощных источников получения электрического тока. [c.5]

    Устройства, основанные на применении тлеющего, коронного и других видов электрического разряда, менее широко применяются в промышленной плазмохимии, чем дуговые и ВЧ плазмотроны. Их использование тем не менее часто позволяет проводить химические реакции в неравновесной плазме, когда, например, температура тяжелых частиц находится на уровне 300" К, а электроны имеют среднюю энергию порядка нескольких элект роп вольт. Условия проведения химических реакций в такой плазме еще слабо изучены, но накопленные к настоящему времени результаты лабораторных исследований позволяют надеяться, что именно использование неравно-весной плазмы обеспечит возможность проведения сложных плазмохимиче ских синтезов. [c.6]

Смотреть страницы где упоминается термин Химические реакции в дуговом разряде: [c.187]    [c.4]    [c.11]    [c.8]    [c.285]    [c.290]    [c.442]   
Смотреть главы в:

Курс физической химии (том 2) -> Химические реакции в дуговом разряде

Курс физической химии Том 2 Издание 2 -> Химические реакции в дуговом разряде



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Разряд дуговой



© 2025 chem21.info Реклама на сайте