Диссоциация водорода, кислорода и азота

Диссоциация водорода, кислорода и азота [c.9]

В тлеющем разряде при температурах газа значительно ниже 800 °К можно получить практически полную диссоциацию водорода, т. е. сверхравновесные для данной температуры, концентрации атомов. Сказанное относится и ко многим другим химическим реакциям — диссоциации кислорода и хлора на атомы, разложению различных соединений (НгО, ЫНз, углеводородов) на свободные радикалы, синтезу окиси азота из элементов и др. Указанная возможность получения сверхравновесных концентраций продуктов связана с не-изотермичностью плазмы разряда, с существованием наряду с относительно низкой температурой молекулярного газа весьма высокой температуры электронного газа. Эта разность температур внутри газа и позволяет реализовать неравновесное состояние. [c.227]

ТЕРМИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ДВУХАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ ВОДОРОДА, КИСЛОРОДА И АЗОТА. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ [c.268]

Ниже приведены константы диссоциации (атм) молекулярных водорода, кислорода и азота на атомы при различных температурах [c.122]

Термодинамический расчет равновесного состава продуктов сгорания и конверсии. Применяемые в промышленности углеводородные топлива и окислители (воздух или кислород) состоят в основном из углерода С, водорода Н, кислорода О и азота N. Расчеты показывают, что в области умеренно высоких температур (800—1800 °С) при близких к атмосферному давлениях в термодинамически равновесной смеси в заметных количествах могут присутствовать лишь СО2, СО, Н2О, Н2, N2, СН4, О2 (при коэффициенте расхода воздуха ав > 1) и сажистый углерод С (при определенных, достаточно малых значениях ав). Диссоциация Н2О, СО2, а тем более СО, Н2 и N2 при этих температурах еще незаметна, в то время как все углеводороды (кроме СН4) диссоциируют практически нацело. Одновременное присутствие в равновесной смеси заметных количеств горючих элементов и кислорода невозможно при ав < 1 нет О2, при ав > 1 — горючих газов. [c.192]

Заметная диссоциация СОг начинается при температурах выше 1500 °С, а водяного пара - выше 1600 °С [8]. При температурах, превышающих 2200 °С, диссоциации подвергаются молекулярный кислород, водород и азот. [c.282]

В то же время теория Косселя не смогла объяснить образование прочной химической связи между однородными атомами, например образование из атомов молекул водорода, кислорода или азота, энергии диссоциации которы.х очень велики (табл. IV. 1). [c.259]

И наконец, вспомним, что элементы сгруппированы в периодическую систему. Поскольку органическая и неорганическая химия отличаются друг от друга в своей основе, эту систематизацию, конечно, нельзя перенести на органические соединения. Как уже говорилось, у органических соединений преобладает гомеополярная атомная связь, а у неорганических — ионная, допускающая диссоциацию веществ в водном растворе. Кроме того, органические вещества состоят в основном только из четырех элементов углерода, водорода, кислорода и азота, а неорганические — более чем из ста. Несмотря на то что органические соединения строятся всего из четырех элементов, количество их огромно. Этим многообразием природа обязана способности углеродных атомов соединяться друг с другом в прямые и разветвленные цепи. [c.45]

Химическое строение молекулы азота с позиций МВС и ММО характеризуется исключительной прочностью, несравнимой ни с какими другими двухатомными молекулами. Особая устойчивость молекулярного азота во многом определяет химию этого элемента. И кратность, и порядок связи в молекуле азота равны трем . Кроме того, на разрыхляюш,их молекулярных орбиталях нет ни одного электрона. Все это является причиной очень большой величины энтальпии диссоциации молекул азота и высокой их термической устойчивости. Поэтому азот не горит и не поддерживает горения других веществ. Напротив, он сам в молекулярном виде является конечным продуктом окисления многих азотсодержащих веществ. При комнатной температуре азот реагирует лишь с литием с образованием нитрида лития LigN. В условиях повышенных температур он взаимодействует с другими активными металлами также с образованием нитридов. Образующийся при электрических разрядах атомарный азот уже при обычных условиях взаимодействует с серой, фосфором, ртутью. С галогенами азот непосредственно не соединяется. Химическая активность азота резко повышается в условиях высоких температур (2500—3000 °С), тлеющего и искрового электрического разряда и в присутствии катализаторов. Так, при повышенных температурах и давлениях и в присутствии катализаторов азот непосредственно соединяется с водородом, кислородом, углеродом и другими элементами. [c.248]

Из механизма диссоциации ясно также, что диссоциировать будут вещества, обладающие ионной или полярной связью, поэтому степень диссоциации зависит от природы растворенного вещества, вернее, от типа связи в его молекулах. Следовательно, из приведенных примеров растворов Na l (ионная связь), НС1 (полярная связь) и I2 (ковалентная связь) диссоциировать будут Na l и ИС1, а хлор в растворе будет находиться в виде молекул хлора. Если же в растворе оказываются сложные молекулы с различным типом химической связи, то распад на ионы произойдет в том месте молекулы, где существуют ионная и полярная связь. Так, молекула азотной кислоты HNO3 диссоциирует на ионы водорода Н + и кислотный остаток N0 , , который не распадается под действием воды, так как азот с кислородом связаны здесь ковалентной связью. [c.44]

Химическая адсорбция характеризуется диссоциацией адсорбированных молекул при взаимодействии с твердым телом. Водород, кислород или азот адсорбируются на поверхности металлов в виде атомов. Адсорбция газа или пара является началом коррозии. [c.4]

Большинство представляющих практический интерес химических превращений требуют диссоциативной адсорбции реагирующих молекул, сопровождающейся частичным или полным разрывом внутримолекулярных связей. Так, реакции каталитического гидрирования и окисления связаны с диссоциацией водорода и кислорода на поверхности металла. Образование углеводородов из оксида углерода и водорода включает разрыв связи С=0, а синтез аммиака — диссоциативную адсорбцию азота. Промежуточной стадией изомеризации, гидрогенолиза, диспропорционирования и других превращений углеводородов является формирование двух или многоточечных хемосорбционных комплексов, возникающих в результате разрыва нескольких связей С-Н [16]. Разрыву связей С-С в пропане и последующих гомологах предшествуют структуры типа [c.545]

Диссоциация молекул хлора на атомы. Виктору Мейеру, изобретателю прибора для определения молекулярных весов жидкостей по плотности их паров, пришла мысль применить этот прибор к определению молекулярных весов газов при высоких температурах. Убедившись, что плотность по водороду кислорода и азота, а следовательно, и состав их молекул и при высоких температурах остаются такими же, как при обычной температуре, Мейер приступил к опытам над хлором и получил в высшей степени интересный результат. До температуры 600° плотность хлора (по водороду) оставалась постоянной и отвечала формуле СЬ, при дальнейшем же возрастании температуры (примерно с 600 до 3000°) плотность хлора по водороду все более уменьшалась, а выше 3000° опять становилась постоянной, но приблизительно в полтора раза меньшей, чем при обычной температуре. [c.318]

С далеких геологических эпох под влиянием мощных электрических разрядов в условиях теплого и влажного климата происходит термическая диссоциация воды на кислород и водород. Кислород соединяется с азотом, в результате чего образуются окись азота N0, затем двуокись и азотная кислота. Азотная кислота с дождями попадает в землю, где и происходит образование азотнокислых солей — нитратов. Соли азотной кислоты усваиваются растениями и являются материалом для образования белковых веществ, идущих в пищу травоядным животным. Погибают растения, [c.166]

Как указывалось ранее, в горючей смеси содержится избыток водорода (3%), частично сжигаемый за счет кислорода, поступающего в печь с газами. Поэтому теоретическая температура горения будет отличаться от максимальной. Для расчета истинной теоретической температуры горения в этом случае необходимо учесть константы и теплоты образования воды из водорода и кислорода, диссоциации воды на водород и гидроксил, диссоциации молекул кислорода и азота, а также возможные реакции восстановления СО2 до СО и образования окиси азота. [c.468]

Реакции 1—8 учитывают, кроме важнейших реакций водяного газа, образования воды и углекислого газа, также диссоциацию воды, кислорода, водорода, азота и реакцию образования окисла азота. Чтобы получить выражения концентраций продуктов, участвующих в реакциях 1—8, к этим уравнениям необходимо добавить уравнения материального баланса 9—12. [c.159]

Из природных ионообменных материалов в водоподготовке широко применяется сульфоуголь. Обычный каменный уголь представляет собой смесь сложных органических соединений, состоящих из углерода, водорода, серы, азота и других элементов. Каменный уголь практически нерастворим в воде, но при контакте с кислородом, растворенным в воде, происходит медленное окисление, приводящее к образованию различных окисленных групп. На поверхности угля образуются гидроксильные (-ОН) и карбоксильные (-СООН) группы, прочно связанные с основой угля (обозначим ее радикалом R). Эти группы способны к диссоциации, а значит, и к обмену ионов. [c.96]

Они максимальны для азота и уменьшаются в ряду окись углерода, водород, кислород. Это объясняется двумя причинами уменьшением коэффициентов скорости колебательного возбуждения (см. рис. 4.4 и 4.5) и увеличением роли процессов V — Т-дезактивации (ср. N3 и СО, см. рис. 4.7 и 4.8). Следует также иметь в виду, что в реальных условиях колебательная релаксация молекул может существенно ускоряться за счет столкновений с атомами, образующимися при их диссоциации (табл. 4.4). В случае [c.102]

Другим нетрадиционным методом высоковакуумной откачки является каталитическое окисление водорода каталитические насосы). В центральной части модели каталитического насоса установлены накаленные сетки из рениевой или иридиевой проволоки общей площадью 460 см . Сетки окружены экранами, покрытыми слоем закиси меди. Площадь экранов 1,23 м , их температура 530 К. Рядом с экранами размещена ловушка, охлаждаемая жидким азотом. Молекулы водорода с вероятностью около 0,4 диссоциируют на накаленных сетках. Образующийся атомарный водород с высокой скоростью восстанавливает закись меди. Выделяющиеся в процессе этой реакции водяные пары конденсируются на охлажденных поверхностях ловушки. Быстрота действия насоса — около 6 м /с, потребляемая мощность — свыше 13 кВт. Применение дорогостоящего рения или иридия связано с возможностью отравления обычно используемого вольфрама азотом и оксидом углерода. Кроме того, на скорость термической диссоциации водорода на вольфраме сильно влияет кислород. [c.262]

При обычных условиях азот представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха. Молекула азота состоит из двух атомов, соединенных между собой тройной связью. Энергия диссоциации азота очень велика— 225,1 ккал/моль (941,8 кДж/моль). В соответствии с этим термическая диссоциация N2 становится заметной лишь при очень высокой температуре. Так, при 3000 К и нормальном давлении диссоциирует на атомы 0,1% N2. Этим объясняется химическая инертность азота при обычных условиях. В атомарном же состоянии азот очень активен и энергично вступает в реакции с водородом, металлами, кислородом и другими элементами. [c.130]

Энергия диссоциации молекулярного азота несравненно больше, чем у галогенов (см. табл. 15), чем у водорода (104 ккал/моль), чем у кислорода (119 ккал/моль). Именно высокая прочность молекулы азота и объясняет его малую химическую активность. Так, например, -при комнатной температуре азот реагирует только с литием, образуя нитрид лития [c.299]

В таблице приведены краткие сведения о наинизших энергетических уровнях углерода, водорода, кислорода, азота и простейших соединений этих элементов. Численные значения взяты из работ Вечера и Гаудсмита [6], Шпонер [254], Герцберга [1401, Гейдона [107] и Кинга [162] некоторые данные для NH взяты из статьи Лупта, Пирса и Смита [197], а для О3 — из работы Симпсона [249]. Все величины выражены в см , за исключением энергий диссоциации, которые приведены в ккал/моль, Педосто-верные величины заключены в скобки. В некоторых случаях, когда значения и не известны, вместо них приводятся (курсивом) значения ы1/,и В . Значения сое, определенные путем измерения положения канта полосы, а не ее начала, отмечены буквой К. [c.291]

Многообразны изменения веществ под влиянием а-об-лучения. Химическое действие его сводится в основном г диссоциации молех ул водородные соединения галогепои )азлагаются на галоген п водород кислород воздуха образует озон —продукт соединения молекулярного кислорода с атомарным. По этой же причине поверхностг,. многих металлов под влиянием а-облучения быстро окисляется. Аммиак разлагается на азот и водород, углекислота на СО и О. Попадая на кожу человека пли животного, а-лучи высокой концентрации вызывают трудно-заживающие ожоги, являющиеся следствием свертывания белков. Считают, что здесь проявляется комбинированное воздействие а-лучей и вторичного излучения, поскольку сама а-частица не в состоянии проникнуть в живую клетку глубже, чем на сотню микрон. [c.121]

В Справочнике рассмотрены термодинамические свойства большой группы соединений, содержащих углерод. В настоящей главе рассмотрены углерод, соединения углерода с кислородом и соединения углерода с кислородом и водородом, кислородом и фтором или кислородом и хлором. В гл. XVII рассмотрен метан, в гл. XVIII —этилен, в гл. XIX — ацетилен и их галоидопроизводные соединения. Соединения углерода, содержащие более двух атомов углерода (за исключением С3О,), в Справочнике не рассмотрены. Не включены в Справочник также этан него производные. В гл. XX рассмотрены продукты диссоциации метана, этилена и ацетилена и их фтор-хлорзамещенных. В главе XXI представлены простейшие соединения углерода с серой ( S, Sj, OS), азотом ( N, 2N2, H N, F N) и фосфором (СР). [c.437]

Ряд необычных структур, таких, как НР и димер уксусной кислоты в газовой фазе (рис. 14.11), служат доказательством образования водородных связей. Необычно высокая константа кислотной диссоциации салициловой (орто-оксибензойной) кислоты по сравнению с мета- и яара-нзомерами также свидетельствует об образовании водородной связи. Водородная связь образуется тогда, когда протон поделен между двумя электроотрицательными атомами, такими, как Р, О или Ы, которые находятся на соответствующем расстоянии друг от друга. Протон водородной связи притягивается отрицательным зарядом высокой плотности электроотрицательных атомов. Фтор образует очень сильные водородные связи, кислород — более слабые, а азот — еще более слабые. Необычные свойства воды обусловлены в значительной степени водородными связями, включающими четыре неподе-ленные пары электронов на кислороде (разд. 11.6). Лед имеет тетрагональную структуру, причем каждый атом кислорода связан с четырьмя атомами водорода. В этом случае водородные связи образуются вдоль оси каждой неподеленной пары электронов в жидкой воде их существование ответственно за высокую температуру кипения по сравнению с температурой кипения гидридов других элементов той же подгруппы периодической таблицы (—62° С для НгЗ, —42° С для НгЗе, —4° С для НгТе). При испарении воды водородные связи разрываются, [c.445]

Исследовались ионно-молекулярные реакции в системах метан, метанол, вода, аргон и криптон с иодом [237], галогенными солями щелочных металлов [354], азотом, кислородом, окисью углерода, двуокисью серы, двуокисью углерода, карбонилсульфидом и сероуглеродом [89] натрий, калий, рубидий и цезий с водородом, дейтерием и кислородом [79]. Исследовалось взаимодействие атомов аргона с одно- и двузарядным неоном и аргоном [5] водород, кислород, вода и их бинарные смеси [144] триэтилалюминий и октен-1 [387] атомы азота с озоном, молекулярные ионы водорода с водородом, азотом гелием, аргоном и криптоном [391]. Гиз и Майер [210] исследовали ионно молекулярные реакции в приборе, в котором первичный пучок пересекал продольно ионизационную камеру. Ирза и Фридман [269] изучали диссоциацию НВ", вызванную столкновением. Филд [173] описал ионно-молекулярные реакции высшего порядка и получил масс-спектр этилена при сверхвысоком давлении. Бейнон, Лестер и Сондерс [45] исследовали ионно-молекулярные реакции разнообразных органических кислород- и азотсодержащих соединений они установили, что наиболее значительными пиками в их масс-спектрах являются пики с массой на единицу больше молекулярной. Беккей [34] исследовал ассоциацию воды и ионно-молекулярные реакции, используя ионный источник с ионизацией на острие. Хенглейн и Мучини [238] проанализировали значение ионно-молекулярных реакций в радиационной химии. [c.664]

Диссоциация молекул хлора на атомы. Виктору Мейеру — изобретателю прибора для определения молекулярных весов жидкостей по плотности их паров пришла мысль применить этот прибор к определению молекулярных весов газов при высоких температурах. Убедившись, что плотность по водороду кислорода и азота, а следовательно, и состав их молекул и при высоких температурах остаются такими жё, как при обычной температуре, Мейер приступил к опытам над хлором и пол(учил в высщей степени интересный результат. До температуры 600° плотность хлора ( ПО водороду) оставалась постоянной и отвечала формуле СЬ, при дальнейшем же возрастании температуры, примерно с 600 до 3000°, г плотность хлора по водороду все более уменьшалась, а выше 3000° опять становилась постоянной, но приблизительно в полтора раза мень- шей, чем при обычной температуре. 1 На этом основании Мейер предложил две гипотезы либо хлор — элемент, но до сих пор считаемое за атом количество С1 = 35,5 предстаВ I ляет соединение трех атомов с весом 35,5 3 = 11,83 либо хлор — не простое тело, а содержит кислород, как это предполагала гипотеза му- рия.. Периодической системой вопрос об элементарной природе хлора был уже решен, и она не предоставляла места ни мурию, ни неметаллу с атомным весом 11,83 Виктор Мейер больше полагался на свой прибор, чем на периодический закон зто и было его ошибкой. > Более точное изучение причины уменьшения плотности хлора при повышении температуры не оставляет места для сомнения, что причиной этого является термическая дисооциапля молекул хлора на атомы. [c.230]

Применение тлеющего разряда позволяет достигнуть при температурах газа значительно ниже 800°К практически полной диссоциации водорода, т. е. получать сверх-равновесные для данной температуры концентрации атомов. Сказанное относится и ко многим другим химическим реакциям — диссоциации кислорода и хлора на атомы, разложению соединений (НгО, ЫНз, углеводородов) на свободные радикалы, синтезу окиси азота из элементов и т. д. С термодинамической точки зрения указанная возмол ность получения сверх1)авновесных [c.39]

Мы видим, что прочность димера (энергия диссоциации 14 ккал /определяется двумя водородными связями, осуществлямыми каждым атомом водорода с кислородом чужой молекулы. Энергия одной водородной связи обычно колеблется между 5—9 ккалЫоль. Водород способе давать водородную связь с кислородом, азотом и галоидами. Так называемая внутренняя водородная связь определяет строение многих молекул. На рис. ХХП-9 показан типичйый случай такой связи в молекуле орто- [c.478]

Доказательством влияния водородной связи между атомами азота и кислорода в молекуле гидроокиси аммония на ее слабую диссоциацию служит возможность получения хорошо диссоциируюпдей гидроокиси тетраметиламмония путем последовательного замещения водорода на метильные группы. Например, ион аммония путем замещения атомов водорода на соответствующие радикалы можно перевести последовательно в метиламмоний, диметиламмоний, триметиламмоний, тетраметиламмоний и соответствующие гидроокиси (образование которых объясняется по теории Бренстеда и теории Вернера). [c.95]

Однако следует помнить, что, в отличие от серы, водород, азот, кислород, углерод образуют в металлических системах растворы внедрения. Газы могут находиться в металлах не только в виде твердых растворов внедрения, но и в ввде избыточных фаз (как конденсированных, так и газообразных), скоплений вокруг дислокащш, сорбционных слоев на внутренних поверхностях. В реальном металле переход примеси из газовой фазы через поверхность в конденсированную фазу может быть представлен несколькими последовательными стадиями адсорбция, диссоциация, образование поверхностного раствора, диффузия, растворение, распределение примеси между твердым раствором и дефектами структур, зарождение и выделение избыточных фаз. На различных стадиях получения и технической эксплуатации металлов имеет место перераспределение газообразующих элементов между различными формами их нахождения. [c.930]

Характерна для водорода и простота пучка потенциальных кривых, примыкающих к уровню диссоциации на невозбужденные атомы Н -Ь Н. В этом пучке имеется только одна связевая кривая и одна репульсивная. Причина этого заключается в том, что в молекуле На всего одна двухэлектронная связь и в первом невозбуж-денном слое нет других вакансий. Для кислорода и для азота наблюдается сложность пучка связевых потенциальных кривых, примыкающих к основному состоянию. [c.145]

Периодичность проявляется и в энергиях диссоциации двухатомных молекул (рис. 125). Если энергия атомизации характеризует прочность связей в криста-лле как высшей форме организации вещества, то энергия диссоциации является аналогичной характеристикой молекулярной формы. Молекулярная форма организации у простых веществ встречается сравнительно редко в стандартных условиях двухатомные молекулы образуют водород, азот, кислород и галогены, а при высоких температурах в этой форме существуют пары щелочных металлов, углерода (выше 3600°С), халькогенов (кроме полония) и пниктогенов (кроме висмута). Таким образом, молекулярная форма в парообразном состоянии наиболее характерна для неметаллов. Большинство же металлов (за исключением щепоч- [c.247]

НОМ 3, И Нг К Н2О, превышающем 1,2, окалины на стали (не образуется. Поскольку от сжигания топлива до СО получается мало тепла, а несгоревший водород и вовсе не дает тепла, то невозможно при вышеуказанных соотношениях достичь температуры 1200°, если не принять каких-либо специальных мер для повышения температуры печи. Такими мерами могут быть сжигание топлива в кислороде или дожигание его в регенераторах или рекуператорах, которые служат для подогрева воздуха, расходуемого на горение или дожигание газов в особой камере, из которой тепло передается в нагревательное пространство через тонкую муфельную стенку. Номограмма на рис. 151 применима только для железа и стали. Разные металлы имеют различное химическое сродство с кислородом. Чтобы для других металлов получить номограмму, аналогичную изображенной на рис. 151, надо ее продлить в направлении обеих стрелок. Такое распространение номограммы на другие металлы было выполнено тем же Нейманном (рис. 152). Номограмма дана в логарифмических координатах со следующими делениями 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 и т. д. Более мелкие деления показаны на вспомогательных шкалах. iMeждy прочим, из рис. 152 видно, что никель в так называемой окислительной атмосфере печи не окисляется. Количество водорода может составлять нё более 1% от количества водяного пара, а окиси углерода — всего 1 % от количества углекислого газа, никель окисляться не будет. Кривая равновесия марганца располагается вблизи противоположного конца номограммы. При температурах, поддерживаемых в печи, марганец будет окисляться даже в том случае, если атмосфера печи будет состоять из чистого водорода, окиси углерода и инертного газа, например азота. Активность марганца при высоких температурах по отношению к кислороду используется для восстановления стали в мартеновских печах. В атмосфере, состоящей из окиси углерода и инертного газа, марганец при температурах печи окисляется благодаря реакции 2С0 = С -f СО2. Хотя окись углерода (СО) при повышенных температурах является весьма устойчивым соединением, указанное выше явление временной и исчезающей диссоциации обусловливает и эту быстг ро протекающую реакцию. Вновь возникающие молекулы углекислого газа диссоциируют таким же способом, и марганец окисляется временно освобождающимся кислородом. На рис. 152 приведены также кривые равновесия других используемых в промышленности металлов. [c.201]