Предмет и метод химическое кинетики

Если исследуемая реакция является сложной и протекает как ряд параллельных и последовательных превращений, представляющих собой отдельные стадии всего химического процесса, и, если все параметры, включая порядки реакций, неизвестны, то расшифровка кинетической схемы процессов и определение значений кинетических параметров является сложной задачей. Этой проблеме в настоящее время посвящено много работ [2, 7, 8]. Здесь рассмотрим некоторые наиболее, на наш взгляд, существенные и близкие к предмету книги методы решения указанного типа задач. Последним можна дать наименование обратные задачи химической кинетики , поскольку в них по известному решению, найденному экспериментально, должны быть определены структура и параметры уравнений кинетической модели. [c.427]

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

ПРЕДМЕТ И МЕТОД ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ [c.147]

Слово анализ в заглавии книги характеризует наш метод. Это значит, что мы хотим разделить рассматриваемый предмет на составные части и исследовать взаимоотношения этих частей. Вслед за анализом возникают многочисленные задачи синтеза, служащие для расчета химических реакторов. Основная же наша цель — понять структуру предмета. Поскольку мы стремимся изучить поведение химических реакторов (а они создаются для проведения химических реакций), нам следует начать с установления общих принципов описания химических реакций. Здесь, на границе нашей области, лежит соседняя область чистой химической кинетики. Предметом химической кинетики является исследование механизма химических реакций на молекулярном уровне. Для наших целей достаточно взять только результаты кинетических исследований. Наш подход к собственно химической реакции будет чисто феноменологическим. При таком подходе основная роль отводится стехиометрии и термостатике, так как все возможные изменения состояния системы обусловлены ограничениями, налагаемыми стехиометрией и термодина- [c.7]

Предметом химической кинетики является изучение факторов, определяющих развитие реакций во времени. Значение химической кинетики возрастает в связи с интенсификацией металлургического производства (применение кислородного дутья, восстановление во взвешенном состоянии, непрерывные процессы). Кинетические данные необходимы для расчетов агрегатов и автоматизации управления ими. Наряду с этим кинетика имеет большое научное значение, так как она дает общие методы выяснения механизма реакций, начиная от обычных химических превращений до процессов, происходящих в звездах, и явлений наследственности в живых организмах. Целесообразно сначала рассмотреть кинетику гомогенных реакций, а затем гетерогенных, совершающихся в многофазных системах. [c.231]

Предмет изучения химической кинетики — процесс химического превращения, закономерности его протекания во времени. Разнообразие химических реакций и условий, в которых они протекают, приводит к большому набору различных кинетических методов исследования. В широком диапазоне меняются скорости химических реакций. Для измерения высокоскоростных процессов разработаны специальные, подчас достаточно сложные методы исследо-вання. [c.3]

При разработке проблем гальванопластики пользуются сведениями по конструированию форм материаловедению при проектировании и изготовлении форм и копий вакуумному напылению химическому и механическому нанесению электропроводных слоев кинетике образования и строению окисных, солевых разделительных слоев адгезии на границе раздела двух твердых фаз органическим электропроводным материалам для форм и разделительных слоев электролитическому осаждению металлов и сплавов и их свойствам в тонких и толстых слоях технологической оснастке гальванических процессов и оборудованию. Применение этих сведений на практике в целесообразной последовательности позволяет получать с различных форм (предметов) металлические (в будущем, возможно, и неметаллические) копии, которые являются инструментами или готовыми изделиями и которые либо невозможно изготовить традиционными методами, либо на это затрачивается много непроизводительного труда. [c.6]

Итак, история химии полимеров показывает, что на определенном этапе развития этой области навстречу структурным представлениям и классическим методам органического синтеза направляются кинетические исследования. На основе детального изучения механизма и промежуточных продуктов реакций полимеризации — в частности, радикалов — кинетика дает широкие возможности управления синтезом с доведением процесса до заданных веществ — полимеров, олигомеров или теломеров. Кинетика приступает к решению проблемы, которая длительное время составляла главный предмет структурной химии, — проблемы зависимости свойств вещества от его химического строения. Это, видимо, следует рассматривать как шаг на том нути, который в свое время предвидел Бутлеров Рациональнее всего допустить, — говорил он, — что в дальнейшем развитии химии, с уяснением динамических отношений в химических соединениях, теория химического строения (как менее общая) войдет, как часть, в химическую динамику... [44]. [c.86]

Очень часто успехи в технике достигаются эмпирическим путем. Это целиком относится, например, к двигателям внутреннего сгорания, в развитии и совершенствовании которых главную роль сыграла творческая интуиция и настойчивость инженеров. Что касается физико-химической сущности процессов горения, происходящих в двигателях, то в этой области достоверных сведений очень мало. Медленный процесс познавания этих явлений объясняется их чрезвычайной сложностью и тем, что методы химической кинетики, применяемые в таких исследованиях, являются в значительной мере косвенными. Мы имеем в настоящее время более или менее полную картину механизма горения только для одного простейшего топлива — водорода [1]. Однако можно надеяться, что будет выявлен механизм горения и для более сложных топлив. В предыдущей статье этот вопрос рассматривался с точки зрения кинетики горения- Следует, однако, иметь в виду, что, хотя термодинамика играла и будет играть значительную роль для изучения рассматриваемого предмета, тем не менее до последнего времени отсутствовали точные данные для таких термодинамических величин, как энтропия, теплоемкость, константы равновесия при высоких температурах. Эти данные были получены лишь недавно спектроскопическим путем и уже были использованы в исследованиях Уитроу, Расвейлера и их сотрудников в лабораториях фирмы Дженерал моторе . [c.152]

В последние годы наметилась отчетливая тенденция к выделению химического сопротивления композиционных материалов в самостоятельный раздел материаловедения, в котором оперируют закономерностями физики, физической химии, химической кинетики, сопротивления материалов и используют аппарат математической статистики и разнообразные экспериментальные методы исследования, как разрушающие, так и неразрушающие. Предметом изучения являются общие закономерности поведения композиционных материалов при воздействии жидких и газообразных сред, в том числе и при одновременном воздействии температуры и механических напряжений. [c.8]

Коэффициенты переноса в реагирующих средах могут быть получены по обычным формулам строгой кинетической теории газов в случае, когда Е 1. Однако при высоких температурах или в случае достаточно низких энергий активации число соударений молекул, приводящих к химическим реакциям, может стать сравнимым по порядку величины с числом упругих соударений. В этом случае формулы для расчета коэффициентов переноса в нереагирующей смеси газов становятся неприменимыми. Проблема исследования процессов переноса в кинетической теории реагирующих газов имеет два аспекта во-первых, построение феноменологической теории явлений переноса в реагирующих смесях газов на основе обобщенного уравнения Больцмана и, во-вторых, расчет сечений столкновений молекул в химических реакциях. 1 торая задача является предметом исследования в теории атомных и мо.лекулярных столкновений и, вообще говоря, может быть решена методами квантовой механики. В настоящей работе проводится рассмотрение первой из упомянутых задач. Для определения сечения столкновений молекул используются обычные в химической кинетике модели столкновений молеку.л. Система используемых обозначений максимально приближена к соответствующей системе обозначений книги [101. Все новые обозначения или обозначения, отличающиеся от системы обозначений книги [10], будут приведены в тексте. [c.89]

Во всех случаях мы постарались использовать наиболее надежные и современные из известных нам данных. В книгу не включены сведения о технике и методах химического синтеза эта широкая, самостоятельная область является предметом обсуждения во многих других книгах. Выбор и характер изложения материала отражает отчасти наши собственные интересы, связанные с исследованиями в области органической химии. Однако большая часть помещенных здесь сведений применима ПОЧТИ ко всем разделам химии кроме того, в книге имеется материал, представляющий специальный интерес для физико-химиков, неоргаников и биохимиков. Предметом обсуждения в книге являются свойства атомов и молекул, спектроскопия, фотохимия, хроматография, кинетика и термодинамика, различные вопросы техники эксперимента, некоторые сведения из математики и методы обработки численных данных, а также множество трудно классифицируемых, но часто необходимых сведений. Помимо этих основных данных, в книге можно найти важные указания, определения и другие вопросы, связанные [c.9]

До сих пор при обсуждении зависимости потенциалов обратимых электродов от состава раствора мы не касались вопросов кинетики и механизма процессов на границе электрод — раствор. Описание электродных процессов составляет предмет рассмотрения в курсе электрохимии, а потенциометрические измерения проводят в условиях протекания малых токов в измерительной цепи (и, следовательно, через границу электрод — раствор). Поэтому термодинамический подход к обсуждению основ потенциометрии является традиционным, тем более, что большинство надежных термодинамических данных, характеризующих химические реакции в растворах, получено методом э. д. с. Однако изучение конкретных электродов на самом деле очень редко удается провести без привлечения сведений о кинетике электродных процессов. [c.540]

Существующие экспериментальные методы оценки композиционной неоднородности сополимеров, равно как и теоретические подходы к ее предсказанию на основании кинетики и механизма реакций макромолекул, являются предметом рассмотрения в последующих главах. Поскольку при анализе химических реакций полимеров всегда возникает вопрос о характере распределения превращенных и непревращенных звеньев вдоль цепи, то ясно, что эта проблема наряду с термодинамикой и кинетикой процесса является одной из важнейших в области макромолекулярных реакций. [c.14]

Во-первых, наблюдается, как мы убедились из приведенного в книге материала, исключительное разнообразие реакций по типам химического превращения, механизмам и особенностям кинетического протекания. В очень широких диапазонах меняются условия, в которых химический процесс является предметом кинетического исследования. Кинетика изучает и реакции, протекающие в стратосфере при давлении меньше 1 Па и 10 Па в автоклавах реакции вблизи абсолютного нуля и при температурах выше Ю-" К и т. д. Разнообразие веществ приводит к использованию разнообразных физико-химических методов исследования, а разнообразие условий — к созданию специальных способов проведения реакций. Химическая кинетика в решенни своих задач опирается на достижение и возможности современной инструментальной физической химии. Особое значение для контроля за протеканием реакции приобрели спектральные и хроматографические методы. [c.367]

При техиологическом расчете адсорбционной осушки хладонов и масел используют закономерности и математический аппарат кинетики и динамики сорбционных процессов. Эта область науки о сорбционных процессах является предметом многочисленных исследований специалистов по механике жидкости газа, физической химии, процессам и аппаратам химической технологии. В настоящее время уже можно считать, что разработка методов расчета процессов адсорбции и десорбции, основанных на использовании фундаментальных уравнений теории переноса и электронных вычислительных машин, отвечает современным требованиям. Центр тяжести исследований в этой области сместился в циклические процессы сорбции-десорбции, т. е. в изучение совокупности влияющих друг на друга стадий одного технологического процесса. [c.83]

Полярографическое изучение кинетики быстрых прото-литических реакций рекомбинации анионов одноосновных кислот было предметом многочисленных исследований. Наиболее полная сводка полученных таким методом констант скорости содержится в обзоре [4]. Хотя не все эти данные из-за искажающего влияния адсорбции [2] достаточно надежны, значение подобных исследований для установления механизма электродных химических реакций не вызывает сомнения. Необходимо напомнить, что при достаточно быстром установлении адсорбционного равновесия, и обычно наблюдаемом доминировании и восстановлении образующихся из АВ/, частиц продукта замедленной рекомбинации АВл+ь характер уравнений предельного тока [ср. уравн. (67) и (76)] и волны [ср. уравн. (87) и (95)] с точки зрения влияния pH (Св = [Н+]) на г р и остается без изменения. Это позволяет правильно описать электродную химическую реакцию, в том числе состав продукта, принимающего участие в электрохимическом превращении. [c.154]

Скорость химических реакций имеет большое значение в аналитической химии. Измерение скорости ре- кций лежит в основе кинетических методов анализа. Медленное протекание некоторых реакций затрудняет айалйз. Иногда, наоборот, небольшая скорость химических процессов благоприятствует выполнению анализа и играет положительную роль. Исследование скорости реакций — предмет химической кинетики. [c.440]

В-седьмых, химическое превращение в лабораторных и технологических условиях часто сопровождается массо- и теплопе-реносом. Изучает эти сложные процессы макрокинетика, используя для анализа и описания математические методы. Таким образом, предметом химической кинетики является всестороннее изучение химической реакции закономерности ее протекания во времени, зависимость от условий, механизм, связь кинетических характеристик со строением реагентов, энергетикой процесса и физикой активации частиц. [c.16]

Величина оав носит название диаметра столкновения. Формула (П1,97) выведена для идеального газа (с тем лишь уточнением, что сталкивающимся частицам заданы конечные размеры), т. е. при отсутствии взаимодействия. В этом случае величина оав совпадает со значением, определенным любыми другими методами (например, спектроскопически, электронографически, рентгенографически и т. д.). Однако в химической кинетике никак нельзя пренебречь взаимодействием, ибо самим предметом изучения является взаимодействие. Следовательно, чтобы уравнением (П1,97) можно было воспользоваться при изучении химических превращений, необходимо, чтобы величина оав была определена способом, [c.113]

От специалиста, изучающего и применяющего кристаллофосфоры, требуется большая разносторонность. Это связано прежде всего с тем, что при решении многих вопросов необходимо использовать совокупность различных методов. К ним относятся методы, основанные на исследовании различных оптических и в особенности люминесцентных характеристик кристаллофосфоров, их электрических и фотоэлектрических свойств, эффекта Холла, ЭПР и магнитной восприимчивости (см. первую и вторую части книги). В некоторых случаях важную информацию дают метод дифракции рентгеновых лучей, термография и химический анализ (примеры ЭТОГО были приведены в третьей части книги). Физическая химия кристаллофосфоров, как это видно из всего рассмотренного материала, стоит на стыке многих разделов науки — физики твердого тела, оптики, атомной физики, термодинамики, химической кинетики, электрохимии, неорганической химии, кристаллохимии, химии поверхностных явлений и т. д. Мы полагаем, что читатель знаком с основами этих наук в рамках программ высших учебных заведений, готовящих специалистов в области электронной и ядерной техники, а также физики, химии и технологии неорганических материалов. Поэтому мы ограничились преимущественно рассмотрением специальных вопросов, которые составляют предмет физической химии кристаллофосфоров. [c.320]

Вместе с тем ясно, что для хорошей подготовки в области ферментативной кинетики необходимо знакомство с последовательным и достаточно подробным изложением предмета. Именно такое изложение читатель найдет в книге Уэстли. Автор предназначает ее для аспирантов, изучающих энзимологию и знакомых с основами физической и органической химии. Однако книга, несомненно, может быть полезной также студентам химических и биологических факультетов, специализирующимся по ферментам, и молодым научным работникам, применяющим методы кинетики в исследованиях ферментов. [c.5]

Химия, или, вернее, физико-химия стекла — тема необъятная. В принципе все элементы периодической системы могут входить в тех или иных количествах в состав стекла и каждый из них оказывает влияние на свойства. Поэтому, ставя перед собо11 задачу создать сжатую книгу по химии стекла, автор вынужден был ограничить тему определенными рамками. В книге не рассматриваются явления, происходящие при варке стекла, — разложение компонентов шихты в период спекания и плавления, их химическое взаимодействие, избирательное улетучивание, кинетика растворения твердых частиц в расплаве, кинетика удаления газов и т. п. В конспективном изложении даются сведения о ликвации и кристаллизации расплавов. Первый круг вопросов относится к процессу образования стекла, второй — к процессу его разрушения, тогда как предметом книги является готовое стекло. Однако, говоря и о готовом стекле, не удается обойтись без ограничений. Объектом других работ должны быть, например, вопросы, связанные с химией поверхности (пленки на стекле, упрочнение стекла химическими методами и т. п.). [c.3]

Ультразвуковой контроль [3, 4] позволяет вести наблюдения и измерения в оптически непрозрачных средах, в быстропротекаю-щих физико-химических процессах, проводить анализы состояния вещества в агрессивных средах и труднодоступных трубопроводах и аппаратах безконтактпым способом. Преимуществами акустической аппаратуры являются также безинерционность, высокая чувствительность и точность отсчета. По предмету измерений акустические методы можно разбить на следующие основные группы исследование кинетики (течения) химических процессов измерение концентрации растворов и суспензий измерение вязкости растворов оаределение расхода и уровня жидкости. [c.219]