Химический механизм реакций Экспериментальные методы изучения механизма химических реакций

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ [c.20]

Экспериментальные методы изучения механизма химических реакций 41 ся уравнением [c.41]

Экспериментальные методы изучения механизмов химических реакций 21 [c.21]

Монография состоит из десяти глав. В первой главе, посвященной общим кинетическим закономерностям химических реакций, рассматриваются простые и сложные реакции и химическое равновесие. Вторая глава посвящена вопросу о химическом механизме реакций. В ней рассмотрены экспериментальные методы изучения механизма реакций, вопрос о промежуточных веществах и реакции свободных атомов и радикалов. Третья глава посвящена теории элементарных химических процессов, включая теорию столкновений и метод переходного состояния. В четвертой главе рассматриваются бимолекулярные реакции различных типов, а также вопрос о зависимости скорости этих реакций от строения реагирующих частиц, и в пятой главе — мономолекулярные и тримолекулярные реакции. Шестая глава посвящена вопросу об обмене знергии при соударениях молекул, играющем основную роль в процессах их термической активации и дезактивации. В седьмой главе рассмотрены фотохимические реакции, в восьмой — реакции в электрическом разряде и вкратце, что, может быть, не соответствует их все возрастающему значению,— радиационнохимические реакции. Девятая глава посвящена цепным химическим реакциям и последняя, десятая, глава — кинетике реакций в пламенах. В этой главе рассматривается также вопрос о равновесиях в пламенах. [c.4]

В течение последних восьми лет был достигнут значительный прогресс в изучении влияния растворителей на химические реакции и спектры поглощения органических соединений, а в литературе были описаны многочисленные интересные примеры влияния растворителей. В частности, ставшее возможным благодаря новым экспериментальным методам изучение ионных реакций в газовой фазе позволило непосредственно сравнивать реакции в газовой фазе и в растворе, что в свою очередь привело к лучшему пониманию механизмов реакций в растворах. По этой причине в главы 4 и 5 включено описание ряда газофазных реакций в сравнении с соответствующими реакциями в растворах. [c.8]

Кинетика ферментативных реакций как метод изучения механизма действия индивидуальных ферментов и систем ферментов все больше привлекает внимание исследователей. Использовать принципы химической кинетики применительно к реакциям, катализируемым ферментами, начали уже довольно давно — много десятилетий назад. Однако по мере того, как становилось ясно, что механизм ферментативных реакций значительно сложнее механизма самых сложных небиологических реакций, ценность измеряемых экспериментально кинетических констант подвергалась все большему сомнению. Это в свою очередь служило мощ,ным стимулом для совершенствования теории и методов самой ферментативной кинетики. В результате эта наука сейчас достигла несомненных успехов, позволяющих достаточно плодотворно применять ее при изучении механизмов ферментативного катализа. Именно по этим причинам ни одна книга по ферментам не обходится сейчас ез глав по кинетике, хотя эти вопросы излагаются обычно достаточно кратко. [c.5]

В рамках органической химии представления о том, как происходит термический крекинг алканов или других соединений углерода, начали развиваться задолго до того, как -появились исследования термического крекинга, так как сама химическая кинетика я вляется продуктом более позднего развития. Эти представления опирались на сведения о химическом составе продуктов крекинга различных соединений, получаемых путем химического анализа газов и жидких продуктов крекинга. Естественно, что с накоплением таких экспериментальных данных должно было начаться изучение проблемы крекинга. Только в тридцатых годах стало очевидным для исследователей, что для суждения о механизме крекинг-процесса необходимы точные опыты по изучению скорости распада, и появляются первые исследования по кинетике крекинга. К этому времени развитие экспериментальных методов изучения скоростей реакций достигло надлежащей высоты и стала возможной постановка кинетических опытов с точным учетом условий их. [c.16]

При решении вопроса о механизме сложного процесса теоретическое и экспериментальное изучение скоростей отдельных стадий или элементарных реакций ( кинетических индивидуумов — по образному выражению Н. А. Шилова) с участием радикалов и молекул является весьма важной кинетической задачей, поскольку в схемы превращений многих соединений различных классов входят отдельные радикальные реакции или даже целые блоки из них. При их помощи составляют или моделируют механизмы сложных химических превращений, необходимые для объяснения изученной кинетики брутто-реакции, наблюдаемого порядка, эффективной энергии активации и концентраций активных проводников химического превращения — радикалов, возникающих в зоне протекания процесса. Если экспериментальное изучение констант скорости соответствующих элементарных реакций по тем или иным причинам затруднено или невозможно, используют эффективные методы расчета кинетических параметров этих реакций. Разумеется, моделирование сложного процесса из отдельных элементарных реакций правомочно лишь тогда, когда реакции протекают независимо друг от друга. [c.214]

Вычисление абсолютных скоростей реакции , стерических факторов и т. и. по теории переходного состояния базируется на экспериментальных спектроскопических данных. На этом основании можно построить более или менее близкую к объективной реальности модель химической структуры исходных и промежуточных реагирующих веществ. Спектроскопия является весьма чувствительным методом, позволяющим изучать кинетику и механизм химической реакции, не нарушая и не прерывая ее. Особенно большое значение спектроскопический метод имеет при изучении сложных газовых реакций, сопровождающихся очень быстрым возникновением промежуточных реагирующих веществ. [c.91]

До 80-х годов катализ являлся преимущественно объектом изучения органической химии. На примерах взаимодействия органических соединений с различными реагентами и агентами к этому времени было изучено уже несколько десятков типов реакций, составляющих основу наиболее важных методов органического синтеза. С 80-х годов каталитические органические реакции стали также основой многочисленных изомерных превращений, молекулярных перегруппировок и таутомерных процессов. Слияние гомогенного органического катализа с органическим синтезом, или, точнее, проникновение первого во второй, в качестве метода вызвало тщательное изучение механизма каталитических реакций, в том числе детальное исследование роли катализаторов. Все это способствовало экспериментальному установлению большого числа закономерностей, в конечном итоге обогащавших как теорию химического строения, так и теоретические представления в области са.мого катализа. Наряду с этим, с определенной поры катализ становится и объектом изучения физической химии. [c.76]

В предыдущих главах книги мы рассматривали изотопные эффекты водорода на примере реакций, механизмы которых были не слишком сложны и более или менее известны по другим данным. Основная цель состояла в том, чтобы выяснить степень проявления изотопных эффектов при одиночных стадиях реакций. Очевидно, что чисто теоретическими методами этого нельзя сделать с большей точностью. С другой стороны, нет оснований предполагать ошибки в теории, поскольку величины экспериментальных значений изотопных эффектов редко выходят за пределы, указываемые теорией в условиях разумных допущений. Причины неудач теории в ее современном виде следует искать в недостатке исходных данных. Вместе с тем измерение изотопных эффектов может служить эмпирическим, полуколичественным или качественным методом для выяснения механизма химических реакций различной стеиеии сложности. Имеющийся опыт уже показал целесообразность его использования в качестве дополнительного средства, когда более классические методы изучения кинетики реакций ие дают возможности сделать определенные выводы. [c.109]

Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) прочно вошел в повседневную исследовательскую практику многих лабораторий. На него опираются экспериментальные исследования в ряде отраслей физики, химии, биологии, медицины изучение строения сложных молекул, механизма химических реакций, процессов катализа физико-химических превращений, процессов в живых тканях и др. Несомненно, что применение спектроскопии ЭПР в исследовательских работах различных направлений в дальнейшем будет неуклонно расширяться. [c.5]

Потребность введения понятий о сверхбыстрых, быстрых и медленных реакциях обусловлена в основном двумя причинами. Во-первых, экспериментальные методы изучения быстрых и сверхбыстрых реакций и методы теоретического анализа экспериментальных данных, в общем, отличаются от методов исследования медленных реакций. Во-вторых, быстрые и сверхбыстрые реакции могут определять механизмы медленных реакций или существенно влиять на них. Влиянием медленных реакций на быстрые и сверхбыстрые реакции, обычно, можно пренебречь. Быстрые и в особенности сверхбыстрые реакции могут представлять собой и такие взаимодействия, которые отличаются от обычных химических процессов. Таковы, например, реакции возбуждения и дезактивации молекул, конформационные превращения, реакции, приводящие к возникновению или исчезновению флуктуаций плотности, анизотропии, концентрации. [c.5]

Во-вторых, обобщение химических явлений поставило на очередь важнейшие теоретические проблемы и заставило пересмотреть самые основы физических наук. Атомистика, бывшая вначале чисто химической проблемой, привела к развитию статистических методов в физике, ныне являющихся одним из наиболее важных и плодотворных ее орудий. Развитие другого важного и общего физического метода — термодинамики — также всегда было тесно связано с химической проблемой изучения течения химических реакций. Наконец, квантовая механика, являющаяся одним из величайших современных научных обобщений, также в значительной степени обязана своим возникновением потребности в объяснении механизмов химических реакций и связи между свойствами тел и строением образующих их молекул и атомов. В этом пересмотре основ физики химия сыграла решающую роль, но и для химии развитие физики имело столь же большое значение, и объяснение химических явлений стало возможным лишь после того, как физика обогатилась современными экспериментальными и теоретическими методами. Затруднительно было бы определить, что дало более плодотворные результаты влияние химии на физику или наоборот. Сейчас обе науки так тесно переплелись, что нет никакой возможности отчетливо разграничить принадлежность той или иной задачи к области химии или физики часто это больше определяется не ее содержанием, а углом зрения, под которым она рассматривается. [c.12]

Изучение кинетики химических реакций давно привлекало внимание химиков, интересующихся вопросами механизма реакций [1, 2]. За последнее время предложены новые экспериментальные методики (релаксация ультразвука, скачок температуры или давления, остановленная Струя), которые позволили применить кинетические исследования к изучению механизма чрезвычайно быстрых реакций, в частности реакций комплексообразования. Однако 1в большинстве работ используется очень сложное оборудование. В нашей лаборатории недавно показано [3—5], что с помощью метода экстракции можно просто и удобно изучать кинетику быстрых реакций образования хелатов металлов и других комплексов [6]. [c.59]

Анализ проведенных исследований показал, что в целом решается комплекс проблем по повышению нефтеотдачи от фундаментальных исследований физико-химических основ подбора химреагентов, изучения свойств и вытеснения нефти до опытнопромышленных работ и внедрения разработок. Проведен комплекс работ по созданию химических композиций на основе полифункциональных органических соединений с регулируемыми вязкоупругими, вытесняющими и поверхностно-активными свойствами с целью избирательного воздействия на нефтенасыщенный пласт в тex юлoгияx повышения нефтеотдачи и обработки призабойной зоны пласта применительно к исследуемым месторождениям Республики Башкортостан. Теоретически разработана и экспериментально подтверждена концепция эффективного применения полифункциональных реагентов, обладающих свойством межфазных катализаторов. Изучен механизм взаимодействия полифункциональных реагентов с нефтью и поверхностью коллектора с использованием различных методов спектрофотометрии. Выявлены основные закономерности, происходящие в пласте под воздействием химреагентов. Установлено, что при взаимодействии ПФР с металлопорфиринами нефтей происходит процесс комплексообразования по механизму реакции экстра координации. Образование малоустойчивых экстракомплексов приводит к изменению надмолекулярной структуры МП и изменению дисперсности системы. Проведены сравнение реакционной способности различных ПФР и расчет констант устойчивости экстракомплексов. Показано, что наибольшей комплексообразующей способностью обладают ими-дозолины. Определены факторы кинетической устойчивости различных нефтей до и после обработки реагентами. Установлено, что реагенты уротропинового ряда обладают большей диспергирую-и ей способностью, чем имидозолины. Уменьшение размера частиц дисперсной системы вызывает снижение структурной вязкости нефти, что в конечном счете положительно сказывается на повышении нефтеотдачи. Показано, что вязкость нефти после контакта с водными растворами ПФР снижается в 3-8 раз. Оптимальные концентрации реагентов зависят как от структуры применяемого ПФР, так и от состава исследуемой нефти. [c.178]

В книге приводятся подробные экспериментальные результаты полярографического изучения кинетики, равновесия и механизма большого числа реакций. Выбор реакций определялся их практическим значением, а также возможностью в ряде случаев сопоставления с результатами, полученными с помощью других методов с раскрытием преимуществ полярографического метода. Впервые в монографии с этом плане рассмотрено полярографическое изучение электродных химических реакций, катализирующих электровосстановление ионов многих металлов, а также реакций в двухфазных системах (эмульсии). Приведенный фактический материал по физико-химической характеристике реакций проанализирован на основе изложенных в книге теоретических концепций, и в совокупности эти данные, помимо физико-органической химии и химической технологии, представляют также интерес для электрохимии. [c.8]

Еще недавно об истинных механизмах химических реакций почти ничего не было достоверно известно, и о них можно было делать лишь более или менее вероятные предположения, опиравшиеся на очень ненадежные предпосылки и косвенные доводы. Развитие спектральных и некоторых других физико-химических методов открыло возможности для непосредственного изучения состава реагирующих систем в ходе самой реакции. В ряде случаев эти методы позволяют обнаруживать промежуточные продукты даже тогда, когда их концентрация очень мала из-за быстро идущих дальнейших превращений. Не менее важным для выяснения промежуточных ступеней и их последовательности оказалось широкое применение кинетических исследований. Совокупность всех этих данных часто позволяет строить вероятные, но не вполне достоверные схемы химических реакций, причем не исключаются разнообразные другие варианты с участием тех же промежуточных продуктов, однако, с другими ступенями, также удовлетворяющими экспериментально установленным кинетическим характеристикам. Можно в качестве примеров указать на то, что, несмотря на огромное число исследований с применением разнообразных физико-химических методов, до сих пор нельзя считать достоверно выясненными истинные механизмы таких широко распространенных и важных реакций, как горение углерода и водорода, многие реакции разложения и обмена, конденсации, перегруппировок и т. д. [c.245]

Несмотря на различия в толковании механизмов химических реакций в неравновесной и равновесной кинетике, для экспериментального исследования необходим богатый оныт и арсенал методов, применяемых нри изучении механизмов сложных хими- [c.36]

В учебном пособии изложены теоретические основы физико-химических методов исследования электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса, люминесцентных и фотохимических методов, импульсного фотолиза, газожидкостной хроматографии. Описание методов рассчитано на то, чтобы читатель, имеющий общую физико-химичес-кую подготовку, мог освоить эти методы, не пользуясь дополнительной литературой. Рассмотрено применение методов для изучения кинетики и механизмов химических реакций. Даны примеры экспериментальных работ. [c.191]

Исследование динамики поведения систем i— один из ключевых подходов к выяснению механизмов, протекающих в них процессов. В последнее пятидесятилетие значительный шаг вперед был сделан в изучении механизмов химических и биологических явлений. Определяющим при этом явилось создание и развитие кинетических методов исследования. Кинетические методы незаменимы при исследовании механизмов процессов. Все современное здание науки о механизмах химических реакций построено на применении теоретических и экспериментальных методов химической кинетики. Химическая кинетика также является -баз исом современных знаний о молекулярных механизмах биологических явлений. [c.3]

Перечисленные открытия создали экспериментальную основу молекулярной биологии как тенденции современного естествознания познавать явления жизни на молекулярном уровне. Содержанием этой тенденции является изучение важнейших высокомолекулярных веществ живой природы — белков и нуклеиновых кислот, их структуры и функции, а также их синтеза в клетке. Истоками молекулярной биологии являются многие естественные науки органическая химия, занимающаяся химическим строением белков и нуклеиновых кислот, их химическими реакциями и методами их химического анализа и синтеза биохимия, занимающаяся детальным изучением реакций обмена веществ в биологических системах и выяснением промежуточных стадий и механизмов этих реакций цитология, изучающая ультраструктуру и физиологию клетки генетика — наука о наследственности наконец, микробиология и вирусология. Из физических дисциплин молекулярная биология широко пользуется идеями и методами молекулярной физики, физической химии полимеров, спектроскопии, рентгепоструктурного анализа. [c.8]

Следует иметь в виду, что течение многих твердофазных реакций, записываемых простыми уравнениями, фактически является весьма сложным. Часто они сопровождаются побочными процессами, влияющими на оптические свойства люминофора. Так, при взаимодействии сульфида цинка с селенистым ангидридом, помимо реакции (IX.2), происходит образование окиси цинка, к наличию которой люминофоры на основе ZnSe весьма чувствительны. Еще сложнее обстоит дело в случае более широкого применяемого на практике синтеза ZnSe из ZnS и НгЗеОз [43]. Кроме того, как уже указывалось, твердофазные реакции идут медленно и часто не доходят до конца. Поэтому изучение гетерогенных равновесий нужно сочетать с исследованием механизма и кинетики процессов в различных условиях их осуществления, для чего могут быть использованы перечисленные экспериментальные методы, включая, конечно, химический анализ продуктов. [c.269]

Н. Н. Семенов всегда уделял большое внимание конкретному механизму химических реакций. Этот вопрос детально рассмотрен в докладах Г. Р. Де Маре (Бельгия) и Э. Ратайчака (Польша). Доклад В. Л. Таль-розе носвящ ен масс-сиектросконии в химической кинетике. Результаты первой работы в этой области были опубликованы Н. Н. Семеновым и В. Н. Кондратьевым еш е в 1924 г. Новый экспериментальный метод изучения механизма химических реакций был представлен Трашем (Англия). H.H. Семенов был одним из первых, кто поставил вопрос о скоростях элементарных химических процессов. Этому посвящ ен доклад В. Н. Кондратьева. [c.4]

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 реше- ия тех или иных практических задач. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология