Выходы химических реакций в электрическом разряде

Выходы химических реакций в электрическом разряде [c.179]

Большое многообразие типов и форм электрического разряда, возможность химической активации вещества в широком диапазоне давлений и температуры являются предпосылкой успешного осуществления химических превращений под действием электрического разряда. Нужно, однако, сказать, что, несмотря на огромное число работ, посвященных исследованию разнообразных химических реакций, электроразрядный метод осуществления химических реакций до настоящего времени еще не получил достаточно широкого практического применения, оказавшись в большинстве случаев нерентабельным и неспособным конкурировать с другими химико-технологическими методами. Вместе с тем весь имеющийся опыт проведения химических реакций в электрическом разряде различных типов приводит к заключению, что в результате более детального изучения кинетики и механизма реакций в разряде должны быть найдены условия проведения реакций, дающие лучшие выходы ценных продуктов, чем это было возможно до настоящего времени. [c.445]

Генерация коротковолновой радиации при электрическом разряде наводит на мысль о фотохимической природе реакций в разряде. Однако опыты получения озона под непосредственным действием одного только излучения искрового разряда приводят к выходу реакции, много меньшему, чем при получении озона в тихом разряде [2226, 2227]. Поэтому фотохимическому эффекту нельзя приписывать основной роли при химических реакциях в разряде. [c.678]

При изучении химических реакций в электрических разрядах рационально пользоваться понятием выход химической реакции на 1 активационное соударение электрона с молекулой (величина y в работе [9]), аналогичное понятию квантового выхода химической реакции в фотохимии [10], равное отношению числа молекул продуктов реакции к числу активационных соударений, производимых электронами. Для реакции образования озона в разряде выход озона на 1 активационное соударение электрона с молекулой кислорода равен 2, так же как и квантовый выход при фотохимическом образовании озона. [c.286]

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ И ВЫХОДЫ ЭТИХ РЕАКЦИИ [c.354]

Химические реакции в электрическом разряде и выходы этих реакций 355 [c.355]

Проводя элементные синтезы и особенно пирогепные синтезы углеводородов, Бертло стремился доказать, идентичность сил, действующих в органической и неорганической химии [158, стр. 19], и использовал для получения органических веществ методы, обычно применявшиеся в неорганическом синтезе — действие электрического разряда, крепких кислот и Щелочей, высоких температур и давлений Такие способы проведения реакций были пригодны только для получения простейших органических веществ (обычно с малыми выходами), так как при этом не учитывалась специфика органических объектов, и синтезы Бертло не являлись новым средством для более глубокого проникновения в сущность химических превращений и познания органических веществ. Они не были целенаправлены, и попытки [c.53]

Вторым основным электрическим параметром, влияющим на ход процессов в разряде, является плотность тока. В зависимости от характера процесса, увеличение плотности тока может различно влиять на ход химической реакции. Обычно, на кривой выхода продукта в зависимости от плотности тока, имеет место максимум, показывающий, что выше некоторой оптимальной плотности тока выход начинает падать. При этом, повидимому, основную роль играет изменение термического режима процесса. Имеется ряд примеров того, как при изменении плотности тока изменяется также и направление химических процессов в разряде. [c.374]

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫХОДА ПРОДУКТОВ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДАХ [c.221]

Вследствие этого для химических реакций в электроразрядах характерно отсутствие определенной количественной зависимости между расходом электрической энергии и количеством образующихся конечных продуктов. В каждом отдельном случае энергетический выход будет определяться правильным выбором значений отдельных параметров разряда и кинетических и термодинамических факторов. [c.61]

Длительность пребывания вещества в зоне разряда. Продолжительность пребывания вещества в разрядной зоне оказывает весьма большое влияние на характер протекающих химических процессов и на выходы и свойства конечных продуктов. При длительном пребывании вещества в зоне разряда, например при проведении реакций в статических условиях, наблюдается протекание различных побочных химических процессов, сильно изменяющих состав и свойства конечных продуктов. Этими причинами и следует объяснить те зачастую разноречивые выводы, к которым приходили различные авторы, исследовавшие продукты, получаемые в электрических разрядах в статических условиях из одних и тех же исходных органических соединений. [c.65]

В стационарных условиях проведения процессов ХВЭ, как правило, короткоживущие частицы находятся в весьма низких концентрациях, недоступных для прямого наблюдения, поэтому были разработаны импульсные методы. Они заключаются в том, что за время, которое существенно меньше времени жизни изучаемой частицы, в систему подается количество энергии, которое генерирует такую концентрацию короткоживущей частицы, чтобы можно было наблюдать ее экспериментально быстрыми физическими методами исследования, например с помощью абсорбционной спектроскопии, люминесценции, комбинационного рассеяния, вольтамперометрии, кондуктометрии, ЭПР и др. Комбинации этих методов и условий проведения процесса позволяет определять такие физико-химические характеристики короткоживущих частиц, как молярный коэффициент поглощения, энергетический и квантовый выходы, времена жизни и константы скорости реакций, константы равновесия, окислительно-восстановительные потенциалы, подвижности в электрическом поле, знак и величину заряда частиц и др. Импульсные методы возбуждения действием света описаны в [172—174], ионизирующего излучения в [175, 176], электрического разряда в [177, 178]. Рассмотрим методы нахождения констант скорости реакций в импульсных условиях при воздействии импульсов света. Следует отметить, что при сложной кинетике для уточнения и нахождения констант скорости реакций целесообразно использовать математическое моделирование (см. разд. 3.10 и 3.12). [c.156]

Стационарный поток газа позволяет применять все методы диагностики параметров стационарной плазмы и получать кинетические кривые — зависимости концентраций компонентов газа от времени начала химической реакции (входа исследуемого газа в зону действия электрического разряда) или конца воздействия разряда (после выхода газа из его зоны). [c.217]

Из реакций с участием атомов кислорода при низких температурах наиболее подробно исследован синтез озона [11]. Озон получают в разрядной трубке, погруженной в жидкий азот или кислород. Установлено, что максимальный выход достигает 300 г озона на киловатт затраченной электрической энергии, что соответствует превращению в химическую энергию на 26%. Озон был получен и путем глубокого охлаждения продуктов диссоциации кислорода, подвергнутого безэлектродному разряду [12]. На основании калориметрических измерений было оценено содержание атомов кислорода в смеси и исследована их реакция с молекулами кислорода в процессе нагревания [13, 14]. В дальнейших опытах по синтезу озона из осадков, сконденсированных при 4,2 К, выход озона составлял 78% [15]. [c.13]

Почти В ТО же время (1920—1925 гг.) некоторые полосы, найденные в спектрах излучения пламен и электрических разрядов, были отождествлены со свободными радикалами СН, ОН и СК. В 1929 г. Панет и Хофедиц [107] впервые химическим путем обнаружили многоатомные свободные радикалы СНз, С2Н5 и др. Радикалы были получены при термическом разложении алкилов металлов [например, РЬ(СНз)4], которые пропускались при низком давлении через нагретую кварцевую трубку свободные радикалы (например, СНз), образующиеся при термическом разложении, обнаруживались по их реакциям с металлами (например, РЬ), которые помещались на выходе из горячей зоны в виде зеркала реакция приводила к разрушению зеркальных поверхностей в результате восстановления алкилов металлов, что указывало на присутствие свободных радикалов. Время жизни этих свободных радикалов, определяемое по скорости потока, составляло приблизительно 1 мс. И только почти тридцать лет спустя были зарегистрированы спектры радикалов СНз и С2Н5. [c.11]

Перопективность применения электрогазовых разрядов (ЭГР) в химической технологии определяется тем обстоятельством, что в ряде случаев наличие в электрическом разряде неизотермической плазмы позволяет получить конечные концентрации реагирующих веществ, существенно превышающие равновесные концентрации, соответствующие данной молекулярной температуре реакции. Кроме того, увеличение скорости химических реакций в, электрогазовых разрядах приводит к достижению заданной степени превращения реагирующих веществ в реакции (выход целевого продукта) при значительно более низкой температуре, чем при чисто термическом воздействии. Возможность снижения температуры процесса представляет существенный интерес, в частности в процессах образования пироуглерода [7, 8]. [c.59]

Из описанных физических процессов, имеющих место в разряде, ясно, что химическое превращение может итти различными путями в зоне катодного падения потенциала и в положительном столбе. При соответствующем выборе расстояния между электродами и прилагаемой разности потенциалов положительный столб можно практически совершенно устранить. Скорость реакции в зоне катодного свечения очень сильно зависит от материала катода. Влияние материала катода можно представить себе двояко во-первых, влияние твердого катода как катализатора в обычном смысле и, во-вторых, влияние испаряющихся с поверхности катода атомов, которые в различных случаях могут сильно ускорять или замедлять реакцию. Химический процесс в таких условиях оказывается весьма сложным. Поэтому ни в одной из исследованных таким образом реакций нельзя с полной достоверностью установить механизм элементарных стадий. Выход реакции в зоне катодного свечения обычно очень мал и составляёт лишь несколько молекул на электрон. Влияние давления и температуры на реакцию в разряде невелико. Вызвать при помощи катодного свечения воспламенение оказалось невозможным. Опытные данные указывают на то, что возникающие в этой зоне активные частицы весьма эффективно дезактивируются, в основном, очевидно, за счет диффузии к катоду этому процессу, может быть, способствует электрический ветер. В положительном столбе реакция имеет явно цепной характер. Она ускоряется при разбавлении смеси инертными газами, замедляется при уменьшении диаметра сосуда при постоянном расстоянии между электродами, ускоряется при повышении давления и температуры. Выход реакции на электрон весьма велик. При соответствующих условиях, таким образом, можно вызвать воспламенение. Хотя эти обстоятельства легко понять с общей кинетической точки зрения, однако подвергнуть детальному анализу различные соотношения между скоростью реакции или давлением воспламенения и величиной тока, разностью потенциалов, температурой и т. д. очень затруднительно. Поэтому в настоящее время опыты с тлеющим разрядом не могут способствовать расширению [c.124]

Второе направление в разработке процесса непосредственной фиксации азота заключается в получении цианистого водорода H N. Производство этого вещества среднетоннажное и составляет в США 200 ООО т в год [17]. Больше половины продукции используется для изготовления акрилонитрила, меньшая ее часть идет на получение метилметакрилата и других веществ, применяемых в производстве пластических масс. Основной способ получения H N на современных предприятиях заключается в проведении реакции между аммиаком и метаном на платиновом катализаторе при температурах от 1300 до 1600 °К. В процессе Шванигена используется другой метод осуществления реакции углеводорода с аммиаком. В этом методе реакция протекает при температуре около 1800 °К во взвешенном слое частиц угля, нагреваемых низковольтными электрическими разрядами между частицами. Выход H N в этих процессах достигает 85—909о теоретически возможного. Хотя H N производят описанными выше методами, представляет интерес исследование получения H N при высоких температурах с использованием азота в качестве сырья. При этих условиях химический механизм, вероятно, редко отличается от механизма применяемых процессов это может привести к более совершенному методу получения H N. [c.129]

На химические процессы, протекающие в зоне электрического разряда, можно также иногда влиять путем применения глубокого охлаждения реактора, например жидким воздухом. Этим путем можно довольно сильно изменить и направление реакции и состав получаемых конечных продуктов. Это влияние глубокого охлаждения будет в особенности проявляться в тех случаях, когда получаемые при осуществлении реакции в газовой фазе первичные продукты способны при этих низких температурах сжижаться. В этом случае по мере своего образования они будут выводиться из сферы действия разряда, сдвигая тем самым равновесие между прямой и обратной реакциями в сторону первой. Так, например, Бре)-эр и Куэк[ ] в результате охлаждения реактора жидким воздухом смогли доказать, что первичным продуктом дегидрополимеризации метана в тлеющем разряде является не ацетилен, а этилен. В других случаях охлаждение реактора жидким воздухом позволяло значительно повысить выходы продуктов реакции, например выход ацетилена при прямом синтезе его из элементов в угольной дуге " ], выходы СО2 и С2Н2 из СО и НзР ], и т. д. [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология