Применение изотопов в химической кинетике

Применение изотопов при исследовании механизма химических реакций дает возможность определять скорости образования и расходования промежуточных продуктов, выяснять последовательность образования промежуточных веществ, устана вливать вещества, образующиеся параллельно из одного и того же предщественника, а также выяснить, какие связи разрываются в процессе реакции. Причем для правильного рещения вопроса о кинетике необходимо располагать сведениями о протекающих в системе обменных реакциях. [c.376]

В этой главе будут рассмотрены различные аспекты применения изотопов для решения ряда вопросов исследования химических и фазовых равновесий, изучения проблем химической кинетики, катализа, а также применение изотопных методов исследования в электрохимии. [c.172]

Из большого числа новых направлений исследования каталитических процессов, открываемых применением изотопов, значительное место принадлежит измерению скорости обмена одинаковыми атомами. Эта возможность открыла перед химической кинетикой и катализом новую обширную область сравнительно простых реакций. Для теории гетерогенного катализа особенно интересны так называемые гомомолекулярные реакции изотопного обмена, т. е. реакции, при которых обмен изотопами осуществляется между химически одинаковыми молекулами. В этом случае реакционная система состоит только из одного химического компонента, концентрация которого сохраняется постоянной в процессе реакции. Благодаря этому состав поверхностного слоя катализатора, взаимодействующего с газовой фазой, соответствует истинному равновесию и не зависит от глубины превращения. Это делает возможным раздельное изучение взаимодействия с катализатором отдельных компонентов более сложных реакционных систем. [c.61]

При изучении кинетики электрохимических процессов применяются не только электрические методы. Так, для определения токов обмена и исследования явлений адсорбции на электродах используются радиоактивные изотопы. Ряд методов был разработан и применен при изучении кинетики конкретных электрохимических реакций. Так, например, тонкие металлические мембраны используются при изучении процесса диффузии электролитического водорода в толщу электрода и установления его связи с явлением передачи потенциала на неполяризуемую сторону мембраны. Изучение температурной зависимости скорости электрохимических реакций позволяет лучше понять их природу. Константа скорости химической реакции, т. е. скорость реакции при единичных концентрациях ее участников, связана с температурой уравнением Аррениуса [c.326]

В табл. ПА приведены результаты изучения химической кинетики и механизма реакций с помощью радиоактивных индикаторов. Перечислены изучавшиеся реакции и кратко сформулированы полученные результаты. Так как результаты исследований кинетики реакций изотопного обмена приведены в табл. 1А и 1Ь, то они не включены в настоящую таблицу. Не включены также данные большого числа работ по химической кинетике, при которых использовались в качестве индикаторов стабильные изотопы и данные по применению как стабильных,, так и радиоактивных индикаторов в биологической кинетике, так как эти области выходят за пределы задач данной книги. Использовались все работы, опубликованные до 1949 г. включительно. Однако авторы не претендуют на полноту приведенных сведений, так как среди работ, относящихся к области классической кинетики или биологии, трудно найти исследования, специально посвященные изучению реакций с радиоактивными индикаторами. [c.318]

Согласно представлениям химической кинетики, константа скорости любой реакции одна и та же как в условиях, далеких от равновесия в реагирующей смеси, так и при равновесии. Определение константы скорости прямой и обратной реакции в условиях, далеких от равновесия, возможно без применения меченых атомов, и такие опыты проводились задолго до использования метода меченых атомов. Однако неизотопными методами невозможно проконтролировать скорости прямой и обратной реакции при равновесии, и поэтому долгое время упомянутое представление о равенстве констант скоростей одной и той же реакции в равновесных и неравновесных условиях оставалось чисто гипотетическим. Экспериментально проверить и подтвердить эту гипотезу смогли только с помощью радиоактивных изотопов. [c.275]

Крупнейшие успехи были связаны с применением изотопных методов. Многое для решения проблем механизма химических и биологических процессов дали изотопные индикаторы. Эти методы, несомненно, будут получать все возрастающее распространение. Однако применение изотопной метки — лишь один из изотопных методов и притом наиболее примитивный. Незаслуженно задержалось развитие других не менее эффективных способов применения изотопов к изучению механизма реакций. Кинетический изотопный эффект позволяет судить о природе переходных состояний в реакциях. Этот вопрос взаимосвязан с теорией химической кинетики, так как, только зная строение переходных комплексов, можно предсказывать и вычислять скорости реакций. Еще менее применяется метод изотопного разбавления, обнаруживающий промежуточные вещества реакций даже при такой малой их концентрации, когда они не наблюдаются никакими прямыми способами, в том числе спектральными. [c.496]

ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ В ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКЕ [c.3]

Реакции обмена. Общие положения (129). Кинетика реакций обмена (132). Механизмы реакций обмена (133). Закономерности обмена некоторых элементов (135). Исследование строения и равноценности связей в химических соединениях (139). Применение метода меченых атомов для исследования механизмов химических реакций (141). Изотопно-кинетический метод исследования механизмов химических реакций (152). Глава 10. Применение радиоактивных изотопов в аналитической [c.239]

Сущность кинетического метода применения меченых атомов к изуче- 1ию механизма химических реакций состоит в том, что, добавляя в реагирующую систему в начальный или какой-либо другой момент времени то или иное вещество, меченное соответствующим изотопом, можно, посредством измерения кинетики изменения концентрации и удельной активности этого вещества как и веществ, являющихся предполагаемыми продуктами химического превращения добавляемого вещества, решить вопрос о том, какова действительная последовательность химического превращения веществ в данной реакции и какова скорость превращения исследуемых веществ в различные моменты времени но ходу реакции. Пусть, папример, предполагаемая последовательность отдельных стадий реакции такова. [c.54]

Настоящая книга посвящена в основном новым приложениям физических методов к координационной химии. Речь идет о тех методах, предвозвестниками которых были проводившиеся Вернером в конце XIX в. определения электропроводностей растворов комплексных солей и начатое Н. Бьеррумом изучение равновесий комплексов в водных растворах, которые, однако, не применялись исследователями в области координационной химии достаточно широко до 40-х годов. Естественно поэтому, что книга начинается главой об исследованиях термодинамики комплексо-образования в растворах, являющейся прямым продолжением ранних работ Н. Бьеррума, проводимых в значительной части его сыном Я. Бьеррумом за этой главой следует глава о кинетике комилексообразования. Оба эти раздела за последние годы очень сильно расширились в результате применения новых физико-химических методик, и особенно использования радиоактивных изотопов. [c.9]

Метод меченых атомов приобрел большое значение во многих областях науки. Особенно широко он используется в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы нашли также широкое применение при изучении ряда важнейших проблем химии и физики. В настоящее время известны работы по применению радиоактивных изотопов при исследовании реакций изотопного обмена, изучении строения и прочности молекул, при исследовании механизма и кинетики химических реакций, механизма катализа, адсорбции, диффузии, трения, при изучении проблем аналитической химии, электрохимии и т. д. За последнее время меченые атомы начали применяться для исследования и контроля промышленных процессов. [c.337]

ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРОЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ, МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ [c.639]

Открытие И изучение изотопов оказало большое влияние на все последующее развитие физики, химии и других естественных наук. Многие радиоактивные изотопы нашли широкое применение в физике, геологии, в технике, в разнообразных научных исследованиях, в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы применяются для изучения износа деталей машин и инструмента, для автоматического контроля за ходом производственных процессов, контроля качества продукции, для изучения строения молекул и механизма химических реакций, для исследования явлений диффузии в газах, жидкостях и твердых телах, изучения коррозии металлов, кинетики кристаллизации, растворимости трудно растворимых солей, процессов адсорбции и многих других вопросов. Особенно большое значение изотопы имеют для изучения обмена веществ в растительных и животных организмах, диагностики и лечения многих заболеваний. Обычно для решения различных задач применяют определенный изотоп данного элемента, отличающийся своей массой от средней массы атомов этого элемента в природных соединениях или отличающийся от них радиоактивностью. Такой изотоп (изотопный индикатор) вводят в процесс и в различных его стадиях контролируют содержание изотопа. [c.23]

Остановимся еще на одном интересном применении изучения кинетики изотопного обмена. Обмен изотопов осуществляется путем тех или иных химических реакций между обменивающимися молекулами. При этом нужно различать между скоростью этих обыкновенных реакций, не зави- [c.242]

Одним из основв-ых начал современной теории химических процессов является положение об инертности молекул в их обычном состоянии и об участии в химических превращениях нестойких промежуточных активных форм. Установление нрироды и свойств этих форм, различных для реакций, протекающих в различных фазовхлх условиях и под действием разных форм энергии, представляет собой одну из основных теоретических проблем химической кинетики и катализа. Применительно к катализу эта общая проблема распадается на две более частные. Первая — проблема особых активных состояний новерхности твердого тела, вторая — проблема активных промежуточных форм, образуемых реагирующими веществами на актргвной поверхности. Применения изотопов к первой из этих проблем были рассмотрены выше. [c.20]

Основным содержанием IX сборника Проблем кинетики и катализа являются доклады, сделанные на научном Совещании по изотопам в катализе, происходившем в Москве 31.III — 5.IV 1956 г. с участием ученых Академии наук СССР, Украинской Академии наук, институтов химической п нефтяной иромышленности и ряда вузов. В совещании участво-вали также ученые шести стран народной демократии (Китая, ГДР, Польши, Чехословакии, Венгрии Румынии), Это первое совещание с такой тематикой не только и нашей советской, но и в мировой науке. Возможность его л])оведения служит свидетельством больших успехов, достигнутых в области применения изотопов, и изотопных методов в химии. [c.3]

Лабораторные автоматические приборы дают возможность проводить массовые однотипные анализы титровать жидкости, содержащие радиоактивные изотопы, ядовитые или взрывоопасные вещества проводить анализ растворов, окраска которых или содержание в них твердых частиц мешают применению индикаторов титровать с помощью нестойких титран-тов, которые реагируют с кислородом или двуокисью углерода, находящимися в воздухе изучать кинетику химических и биохимических реакций. Титрующие анализаторы промышленного типа позволяют контролировать почти все химико-технологические процессы, а в некоторых случаях и регулировать их. [c.90]

Принципиальные возможности использования цеолитов в качестве селективных ионообменников очевидны пз приведенных выше данных по ионообменным равновесиям и кинетике. Однако широко эти возможности пока не реализуются. Синтетические цеолиты из-за невысокой химической устойчивости могут найти ограниченное применение [7], в то время как высококремнистые дешевые природные цеолиты имеют широкие перспективы [74, 7.5]. Имеющиеся литературные данные свидетельствуют о том, что синтетические цеолиты с успехом могут быть использованы для разде.тения изотопов лития, а также смесей щелочных металлов, например рубидия и калия, рубидия и цезия, очистки цезия от рубидия, калия и натрия на цеолите X, а также рубидия от калия, натрия, цезия на цеолите А. Цеолит X позволяет осуществлять разделение стронция и кальция [29] в условиях, когда концентрация кальция в 400—500 раз превышает содержание стронция. Высокие селективность и емкость цеолита Л позволили осуществить в лабораторных л словиях выделение лтеди(П) пз продуктов гидрометаллургического производства на фоне 0,7. У раствора сульфата натрия при pH 4—4,5 [7Г)], а также хроматографическое разделение меди и никеля [25]. Показано, что прп-лгенение синтетических цеолитов вместо ионитов в противо-точных ионообменных установках зпачите.яьпо повышает эффективность процессов разделения [7]. [c.58]

За последнее время в практику работы лабораторий прочно входят новые методы физико-химического исследования. К таким новым методам можно отнести и масс-спектромстрический анализ, без применения которого немыслима работа, связанная со стабильными, а также радиоактивными изотопами. Построенный, в основном, для целей изотопного анализа масс-спектрометр с успехом применяется в ряде других областей исследования. При помощи масс-спектрометра проводят анализ различных газовых смесей, исследуют строение и энергетические уровни молекул, определяют состав паров различных веществ, исследуют кинетику химических превращений, обнаруживают промежуточные продукты реакций. Масс-спектрометр применяется при изучении каталитических процессов, проводимых с веществами, меченными какими-либо атомами [1—4]. Этот новый метод исследования был нами применен для изучения некоторых новых свойств алюмосиликатных катализаторов, а именно, их эмиссионных свойств. [c.378]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология