Пример 1.2. Исследование кинетики химической реакции

Рис. 1.5. Исследование кинетики химической реакции (к примеру 1.2.)

Пример 1 2 Исследование кинетики химической реакции [c.10]

Определение механизма химической реакции является специальной задачей химической кинетики, которую решают, используя современные физико-химические методы исследования. В связи с этим в химической кинетике введено понятие о простой реакции — реакции, которая реализуется одними и теми же элементарными актами. Условно можно сказать, что в этом случае элементарный акт отражен уравнением химической реакции. Примерами простых реакций могут служить реакции переноса одного электрона между двумя различными ионами в растворе, например [c.54]

Вычислительные примеры, описанные ниже, приведены для стехиометрической водородо-воздушной смеси, которая является модельной для исследований кинетики химических реакций [c.198]

Колебательная релаксация (V—Т-обмен). Колебательная релаксация существенно влияет па кинетику химических реакций. Простейшим примером является релаксация системы гармонических осцилляторов в тепловом резервуаре. Исследование взаимодействия двухатомной молекулы, моделируемой гармоническим осциллятором, с молекулой теплового резервуара с температурой показывает (см. 15), что переходы происходят только между соседними колебательными уровнями со средними вероятностями [c.48]

История исследований в области химической кинетики знает много примеров случайных открытий важных факторов, имевших решающее влияние на ход реакции и остававшихся до этого неизвестными. В этом смысле большая часть экспериментального материала в химической кинетике в течение какого-то времени обычно носит как бы эмпирический характер. Это, однако, не должно умалять большого прогресса, сделанного в количественном изучении факторов, которые влияют на ход химической реакции и знание которых должно обеспечить основу будущего успеха. [c.14]

Прямое использование методов ИК-спектроскопии в исследованиях по химической кинетике возможно при условии, что реакция является достаточно медленной и время отклика спектрофотометра не ограничивает точность измерений. Существует несколько методов изучения зависимости концентрации от времени. Простейший из них состоит в том, что реакция в небольшой аликвотной пробе реакционной смеси останавливается или разбавлением, или введением дезактивирующего катализатора, или понижением температуры, а образцы сканируются в подходящих условиях. В другом методе проводится реакция непосредственно в кювете ИК-спектрофотометра при многократной записи спектра (или его части). Если интерес представляет только одна составная часть реакционной смеси, то спектрофотометр устанавливается на фиксированную частоту полосы поглощения и оптическая плотность наблюдается как функция времени примером такого рода является исследование термического разложения оксида этилена [99]. Во многих случаях, когда нельзя использовать растворитель, удовлетворительные результаты можно получить, работая с толстыми образцами в области обертонов. Конечно, при этом должна тщательно контролироваться температура образца. [c.283]

Настоящая книга представляет собой попытку создания пособия вроде карманной энциклопедии по гомогенной химической кинетике. Тому, кто знакомится с химической кинетикой, она поможет освоить терминологию и основные законы в ней смогут найти краткое изложение теории и кинетических методов исследования, а также примеры механизмов химических реакций, формулы, значения констант скорости типичных реакций. Книга будет полезна и для тех, кто работает в области химической кинетики, так как пособие снабжено достаточным справочным материалом и библиографией. [c.3]

При гетерогенном катализе скорость химической реакции ускоряется кристаллическим веществом — катализатором, на поверхности которого происходит промежуточное химическое взаимодействие его с реагирующими веществами. Гетерогенный катализ — яркий пример объекта системного научного исследования, объединяющего основные учения химии — термодинамики, кинетики, теории строения вещества и периодичности свойств элементов. [c.235]

Учебное пособие Экспериментальные методы химической кинетики представляет собой краткое изложение ряда химических и физических методов исследования, которые широко применяются при изучении механизма химических реакций. В настоящее время быстро идет развитие традиционных методов исследования химической кинетики и появляются новые. Многие современные физические методы требуют дорогой аппаратуры, что отчасти мешает их широкому внедрению в учебные планы и программы. Наш педагогический опыт показывает, что студенты, аспиранты и молодые научные сотрудники нуждаются в пособиях, которые в краткой и относительно доступной/ форме излагали бы теоретические и экспериментальные основы применяемых в химической кинетике методов и на конкретных примерах показывали возможности решения тех или иных практических задач. [c.4]

Примеры применения методов ЛВА и ЦВА для исследования реакции с переносом заряда и сопряженных химических реакций настолько многочисленны, что полный их обзор выходит за рамки этой главы. Выбор описываемых ниже примеров определялся стремлением авторов показать современное состояние искусства исследования кинетики гетерогенных и гомогенных реакций. [c.105]

Аналитическая химия занимает очень важное, узловое место среди других разделов как химии, так и практики вообще. Анализ, являясь основным методом исследования в химии, присутствует в более или менее очевидной форме практически при любом химическом исследовании. Изучение кинетики и продуктов новых химических реакций, синтез новых химических соединений — типичные примеры основных видов химической [c.7]

И наконец, отметим еще одну особенность в исследовании механизма (химизма) формирования сетчатого полимера. Она заключается в том. что вследствие всех трудностей, перечисленных выше, как правило, могут использоваться лишь такие кинетические методы, которые дают интегральную-информацию о кинетике процесса в целом и не дают возможности дифференцировать вклад различных реакций в наблюдаемый интегральный эффект. Поэтому исключительно большое значение при исследовании кинетики формирования молекулярной структуры сетчатого полимера и установлении механизма реакции приобретает исследование этих процессов с использованием модельных монофункциональных реагентов. Как правило, именно-с этого и должно начинаться исследование, и, лишь зная основные черты и детали механизма процесса, можно уже из кинетических данных собственно-процесса формирования сетчатого полимера, с одной стороны, уточнить этот механизм, и с другой — получить данные о кинетических и термодинамических константах элементарных актов и всего процесса в целом. В качестве примеров, иллюстрирующих плодотворность подобного подхода к исследованию кинетических закономерностей формирования молекулярной структуры сетчатых полимеров, можно привести два цикла работ, выполненных в Институте химической физики АН СССР по исследованию эпоксидных смол [37—42, 123, 124] и полиуретанов [125—128]. [c.31]

Объем исследований кинетики реакций в пламенах всегда несколько ограничен. Это замечание главным образом касается реакций добавок и только отчасти собственно реакций в пламенах. Для детального изучения химического механизма температура пламен слишком высока, а для выяснения вопросов, не связанных с химией, слишком низка. Многие исследования по химической кинетике в пламенах выполнены в последние два десятилетия в связи с развитием ракетной техники и позднее магнитной газодинамики, однако на примере реакции горения водорода с кислородом показано, что необходимые численные результаты удобнее всего получать другими методами. Сравнение экспериментальных данных по горению водорода с кислородом, полученных в пламенах и на ударных трубах, проводится в гл. 2. [c.283]

В последнее время изучение механизмов химических реакций обогащается рядом интересных данных по исследованию кинетики реакций, применению меченых соединений, выявлению влияния растворителя, введению различного рода добавок и т. п. Очень много ценных данных по изучению механизма химических процессов получено на примере систем, содержащих органические перекисные производные. Этому способствует то положение, что за редким исключением реакции перекисей проходят по свободнорадикальному механизму и начинаются с диссоциации по связи кислород—кислород. [c.201]

Перейдем к рассмотрению хемилюминесценции в медленных химических реакциях, жидкофазных и газофазных, идущих в мягких условиях, при невысоких температурах. Основной материал по закономерностям хемилюминесценции, ее механизму, хемилюминесцентным методам исследования был получен на примере реакций окисления молекулярным кислородом. Такой выбор реакций связан в первую очередь с их большой практической значимостью. Именно благодаря этому усилия многих исследователей были направлены на изучение реакций окисления, и в настоящее время в результате большого числа работ кинетика многих реакций окисления достаточно хорошо известна вплоть до элементарных констант. [c.45]

Рис. 1.5. Исследование кинетики химической реакции ( к примеру ) а - область исследования б - блок хе-ла расчета Ниже приведена програша исследования кинетики реакции А— В 5р =гС в соответствии о блок-схемой, данной не рис.

Рассмотрим несколько примеров спектрофотометрического исследования кинетики химических реакций. Горчаковский и Фин-кельштейн [4] исследовали щелочной гидролиз этилбензоатов по полосам в области 240—270 нм при помощи спектрофотометра СФ-4. Реактором служила кювета толщиной 10 мм, температура стабилизировалась термостатом У-10. Реакция омыления идет по второму порядку, но при избытке щелочи наблюдается первый порядок. Действительно, при избытке щелочи авторы получили соответствующие [c.198]

Путем изучения зависимости квазиравновесного потенциала системы вида катион феррицения, ферроцен от времени, прошедшего после введения в кислый раствор щелочи, исследована кинетика гидролиза катионов феррицения и его производных [24, гл. 10]. Зависимость квазиравновесного потенциала системы Fe (П1), Fe (II) от времени использована при исследовании кинетики образования гетерополиядерных комплексов, содержащих Ре (III) и Сг (III) [24, гл. 10 126, с. 92]. Другие примеры оксредметрических исследований кинетики химических реакций комплексов металлов приводятся в [24]. [c.85]

При проектировании реакторов, в которых осуществляются процессы между газообразной фазой и твердыми частицами, необходимо учитывать три фактора кинетику химической реакции, протекающей на поверхности одиночной частицы, распределение размеров частиц в исследуемом слое материала и гидродинамические условия, при которых находятся в аппарате газовая и твердая фазы. В тех случаях, когда кинетическая картина процесса сложна и недостаточно изучена, когда продукты реакции образуют обволакивающую среду и температура в реакторе значительно изменяется от точки к точке, исследование процесса затрудняется, расчет его в значительной степени базируется на экспериментальных данных-, накопленных лшоголетним опытом эксплуатации производства, и вновь создаваемые аппараты почти не отличаются от ранее действовавших. Доменные печи являются, вероятно, наиболее типичным промышленным примером подобных систем. [c.346]

Изучение термодинамики и кинетики химических реакций с использованием газовой хроматографии является одной из наиболее быстро развиваюп ихся областей применения этого метода. В табл. ХУП1-7 мы делаем попытку дать полный список всех работ этого рода, опубликованных до 1961 г., поскольку до сих пор по этому важному разделу применения газовой хроматографии еш,е не было опубликовано ни одной обзорной статьи. Большинство из приведенных в таблице работ относится к исследованию газовых реакций, фотолиза, термического разложения и изомеризации. Приведены также примеры, показываюш ие значение газовой хроматографии для изучения многокомпонентных реакций в жидкой фазе (см. гл. XVII). [c.408]

Научные исследования нельзя подразделять на взаимоисключающие категории. Исследования, относимые нами к категории общих лаучных проблем , вероятно, частично совпадают с научно-исследовательской деятельностью, которую в иных разделах этой книги мы называем поисковой или даже разведочной , а в других научных кругах именуют общими , теоретическими , фундаментальными или поисковыми исследованиями. Вообще говоря, это такая научная работа, которая способствует повышению эффективности и рентабельности, но не имеет целью непосредственное использование результатов для извлечения прибыли. Примерами исследований подобного рода, осуществляемых в лабораториях нашей компании, могут служить, в частности, изыскания в таких областях, как непрерывный анализ качества, гетерогенный катализ, кинетика химических реакций в газовой фазе, криста1ллизация. [c.60]

Теория де Риса имеет существенный недостаток — она игнорирует влияние кинетики химических реакций, которое может быть весьма существенно вблизи от ведущей кромки пламени. В этой области приближение горения к модели диффузионного пламени может быть ие вполне верным. Ряд исследователей пытались обобщить модель де Риса с учетом газификации полимера в предпламенной зоне и его взаимодействия с окислителем. Примером такого исследования может служить работа Ластрина и др. [46, с. 935]. Авторы постулировали, что Vp определяется процессами, происходящими в зоне воспламенения, смежной с поверхностью. В этой области температура поверхности возрастает от Tq до Tg за счет химической реакции в газовой фазе. Другие предположения тепловой поток, параллельный поверхности топлива, ничтожен по сравнению с потоком, перпендикулярным поверхности скорость химической реакции зависит от локальной концентрации реагентов и температуры, [c.26]

Институт имеет давние традиции, он располагает коллективом квалифицированных исследователей, имеет солидную материально-техническую базу — все это способствует проведению исследований, отличающихся оригинальностью, фундаментальной значимостью п практической целенаправленностью. Значительное число работ выполнено учеными Института на уровне достижений мировой науки или вообще являются пионерскими. Институт законно гордится получившими широкое признание исследованиями по жидкофазному окислению углеводородов (А. Н. Башкиров), по разработке теории и практических основ высокоскоростного крекинга (К. П. Лавровский), исследованиями по теоретической и прикладной плазмохпмни (Л. С. Нолак) и кинетике химических реакций в гетерогенных системах (А. Я. Розовский), по разработке новых видов синтетических каучуков (Б. А. Долгоилоск), присадок к смазочным маслам (П. И. Санин), созданию полимерных материалов различного назначения (А. В. Топчиев, Б. А. Кренцель), реологии полимерных систем (Г. В. Виноградов). Эти примеры приведены лишь в качестве иллюстраций. Более подробно достижения ученых Института за годы его существовашш представлены в разделе Основные научные достижения Института . [c.18]

В последнее время получают развитие количественные исследования кинетики радиационных химических реакций. В качестве примера рассмотрим упоминавшуюся уже выше реакцию разложения пе рекиси водорода при действии излучений большой энергии в жидких средах. Изучению ее посвящен ряд работ разных авторов. В. Я. Черных, С. Я. Пшежецкий и Г. С. Тюриков исследовали кинетику разложения перекиси водорода в водных растворах под действием у-излучения. [c.555]

Если химическая реакция протекает в потоке, то на кинетику реакции накладываются гидродинамические условия системы. Макро-ккнетика изучает закономерности протекания физических (массо- и теплоперенос) и химических процессов во времени и пространстве ее законы и методы исследования представляют собой теоретическую основу современной химической технологии. При проектировании химического производства, в частности химических реакторов, необходимо учитывать скорости химической реакции, массопереноса и теплопереноса. Ярким примером процесса, где реакция, нагрев и диффузия вещества протекают одновременно, является горение, причем режим горения, как мы видели, определяется характеристиками всех трех процессов. Законы макрокинетики используются для построения моделей земной атмосферы, звездных туманностей, моделей образования и развития звезд и планет. [c.313]

По мере накопления экспериментального материала выяснилось, что высокие давления вызывают зачастую уникальные изменения в веществах, которые никаким другими способами достигнуты быть не могут. Это может проявляться в переходе электрона с одной орбитали на другую (церий, цезий), переходе вещества из диэлектрика в состояние с металлической проводимостью (фосфор, оксиды железа, никеля, хрома), переходе вещества из. модификации с малой плотностью в модификацию с большой, в изменении валентности, получении совершенно новых соединений и т. д. Все эти явления крайне интересны, и далеко не всем им в настоящее время дано убедительное объяснение. Давление существенно влияет и на кинетику различных процессов. Многочисленные примеры показывают, как действует давленпе на с.чорость реакций различных порядков и какие выводы можно сделать па основании исследования таких процессов. Действие давления на сложные химические реакции редко удается объяснить до конца, ибо очень трудно выделить в суммарном эффекте, где давление проявило себя как действующее на равновесие процесса, а где — на его кинетику. Особо следует указать на давление, влияющее на скорость пространственно-затруд-ненных реакций. [c.6]

В пособии изложены теоретические основы физико-химических методов исследования электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса, люминесцентных и фотохимических методой, импульсного фотолиза, газожидкостной хроматографии. Описаппе методов рассчитано на то, чтобы читатель, имеющий общую физикохимическую подготовку, мог освоить эти методы, не пользуясь дополнительной литературой. Рассмотрено применение методов для изучения кинетики и механизмов химических реакций. Даны примеры экспериментальных работ. [c.2]

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]

Вышо было рассмотрено влияние давления на равновесие ы скорость химических реакций. При этом в ряде случаев возникала необходимость истолкования результатов исследований сложных процессов (в частности, в раздело, посвященном кинетике гомогенных и гетерогенно-каталитичс ских газовых реакций). Состав продуктов сложных процессов может претерпевать существенные изменения в зависимости от применяемого давления. Так, повышение давления при полимеризации ненасыщенных соединений не только ускоряет этот процесс, но и приводит во многих случаях к увеличению молекулярного веса образующихся полимеров. Увеличение давления при изосинтезе обусловливает образование, наряду с углеводородами, также значительных количеств кислородсодержащих соединений. Число подобных примеров дюжет быть легко удшожено. Естественно, что состав продуктов сложных процессов определяется равновесием и скоростью составляющих их простых реакций. [c.172]

Книга представляет собой краткое изложение теоретических основ и практического использования одного из современных высокоинформативных электрохимических методов — вольтамперометрии с линейной и треугольной разверткой потенциала. Рассматривается теория электродных процессов, контролируемых скоростями диффузии, переноса заряда, кинетикой предшествующих, последующих, каталитических химических реакций и последовательных электрохимических стадий. Детально разбираются критерии определения лимитирующей стадии электродного процесса. Подробно излагаются вопросы влияния адсорбции электроактивных веществ на форму и параметры вольтамперных кривых. Даны примеры исследования электродных процессов. Глава УП раздела первого издания Осциллографические полярографы написана канд. техн. наук Р. Ф. Салихджановой. В этой главе рассматриваются блок-схемы и принципы действия отдельных узлов и блоков осциллополярографов, а также дается описание серийных отечественных и зарубежных специализированных приборов, в которых одним из режимов работы является осциллографический. Таким прибором является, например, отечественный полярограф ППТ-1. [c.3]

Химическую релаксацию для исследования кинетики реакций в растворах электролитов впервые использовал Эйген [18] в 1954 г. Ос новные допущения, принятые в теории химической релаксащи, позво ляют линеаризовать дифференциальные уравнения при определенных экспериментальных условиях, легко осуществляемых на практике. Рассмотрим химическую кинетику сначала на примере приведенной выше реакции (1). [c.369]

Кнйга посвящена различным методам исследования быстро протекающих реакций в растворах — их теории, практике и основным приложениям. Рассматриваются как традиционные методы химической кинетики, ттрименяемые для измерения скоростей быстрых реакций, так и специальные методы, появившиеся за последние 15 лет, а именно струйные, релаксационные, фотохими-деские, электрохимические. Книга написана по четкому плану в начале каждой главы дается общий принцип метода, затем разбирается техника эксперимента и, наконец, приводятся примеры приложений. [c.4]

Прогресс в развитии различных областей естествознания всегда в значительной степени зависит от уровня экспериментальной техники. Очень ярко эту связь можно проследить и на примере химической кинетики. Менее ста лет назад проф. Н. А. Меншут-кин смог сделать свои замечательные открытия по влиянию среды на скорость химических превращений, а также но установлению связи между скоростью химической реакции и строением реагирующих веществ, используя значения часовых скоростей , устанавливаемых методами простого химического анализа. Полвека назад прогресс химической кинетики газовых реакций был связан с широким применением вакуумной манометрической техники, хотя разрежение, достигаемое при помощи простейших фор-вакуумных насосов, было незначительным, а манометрическая техника ограничивалась чаще всего применением и-образпого ртутного манометра. Качественно иной уровень приобрели кинетические исследования после появления в арсенале химической кинетики современной вакуумной и манометрической техники. Однако вскоре химиков перестало удовлетворять простое феноменологическое описание закономерностей развития химических реакций во времени, основанное на построении кинетических кривых, описывающих изменение тех или иных свойств системы. Феноменологическая кинетика дала много, но вместе с тем не ставила практически никаких пределов для построения гипотетических механизмов химических реакций различных классов, вместо того чтобы достоверно решать задачу обнаружения и идентификации конкретных участников сложного химического процесса — молекул, атомов, радикалов, ионов, комплексов, возбужденных частиц. [c.5]

Монография посвящена изучению механизма и кинетики сложной химической реакции с помощью методов планирования эксперимента. Показано, что использование методов планирования эксперимента позволяет значительно сократить объем экспериментальной работы и повышает точность и надежность исследований, что подкрепляется практическими примерами. Эти методы цолезны исследовательским химическим лабораториям. [c.2]

Замедленная химическая реакция может либо протекать в тонком слое жидкости у поверхности электрода, либо, как это часто встречается, представляет собой гетерогенную реакцию в адсорбционном поверхностном слое. В последнем случае обычно наблюдается плохая воспроизводимость опытов. Как и вообще в химической кинетике при гетерогенной реакции стадиями, определяющими скорость реакции и тем самым перенапряжение реакции, могут быть либо процесс адсорбции, либо собственно химическая реакция в адсорбционном слое, либо, наконец, десорбция продукта реакции. К этоII группе гомогенных или гетерогенных реакций относятся реакции образования или диссоциации комплексных соединений. К этой же группе можно причислить гомогенные или гетерогенные реакции гидратации — дегидратации ионов, которые могут быть замедленной стадией общего процесса и тем самым обусловливать появление перенапряжения реакции. Наиболее известным примером замедленной гетерогенной реакции является замедленная рекомбинация Н-атомов, предложенная Тафелем для объяснения результатов, полученных при исследовании катодного выделения водорода. [c.261]

Основные научные исследования — в области кинетики и механизма химических реакций, а также гомогенного и металлокомплексного катализа. Совместно с Я. Я. Семеновым открыл (1963) новый тип разветвленных цепных реакций с энергетическими разветвлениями в основном на примере фторирования водорода и органических соединений в газовой фазе. Открыл (1966—1970) новые реакции молекулярного азота (образование комплексов с соединениями металлов, каталитическое восстановление до гидразина и аммиака в водных и спиртовых растворах). Открыл (1969) совместно с сотрудниками реакции алканов в растворах комплексов металлов (изотопный обмен, окисление, платинирование ароматических и алифатических углеводородов). Разработал (с 1977) ряд систем, способных к фотокаталитическому образованию водорода и кислорода из воды с участием соответственно доноров и акцепторов электрона, фотосенсибилизаторов и катализаторов. Сформулировал принцип много-электронных превращений в координационной сфере металла в ме-таллокомилексном катализе. [c.616]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология