Каталитические реакции, применяемые в химическом анализе

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

Т) этой и двух последующих главах рассмотрены равновесие адсорбции и кинетика элементарных гетерогенных каталитических реакций. Факторы, определяющие закономерности адсорбции и гетерогенного катализа, весьма разнообразны и часто с трудом поддаются учету. Среди них решающими являются число мест, которые занимает адсорбированная частица на поверхности конфигурация активированных комплексов неоднородность поверхности катализатора взаимное влияние адсорбированных частиц и коллективное взаимодействие адсорбированных частиц с поверхностью. При анализе равновесия применены методы статистической физики. При обсуждении кинетики использована теория абсолютных скоростей реакций [32], которая несмотря на не вполне последовательный характер исходных положений дает возможность правильно (как качественно, так зачастую и количественно) описать кинетические закономерности для подавляющей части химических превращений. Кроме этих строгих методов, для характеристики эффектов взаимодействия применена также полуэмпирическая модель. Теория абсолютных скоростей есть но существу равновесная теория, поэтому удобно исследовать равновесие и кинетику совместно. Второй довод в пользу такого рассмотрения заключается в том, что тип адсорбции частиц и активированных комплексов определяет и адсорбционные изотермы, и кинетические закономерности. [c.53]

Применение метода физико-химического анализа к исследованию катализаторов представляет также ту важную особенность, что этот метод применялся до сих пор преимущественно к равновесным системам, в то время как катализаторы, несомненно, являются неравновесными образованиями. Каталитическое действие изучается в момент своего проявления в ходе реакций. Таким образом, мы из области статических свойств переходим в область кинетических, что также потребовало некоторых видоизменений принятых методов изображения сложных систем. [c.202]

Перечень основных каталитических реакций, применяемых в химическом анализе, приведен в табл. 2. В таблицу не- включены те каталитические реакции, которые до сих пор не используются в анализе, хотя и могли бы быть применены для этой цели. [c.88]

Эти вспомогательные методы (методы-спутники в газовой хроматографии) сами по себе хорошо известны в химии и физике. Инфракрасная спектроскопия, масс-спектрометрия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса и тонкослойная хроматография — детально разработанные методы анализа существует обширная литература, в которой подробно обсуждаются их различные аспекты. Подобным образом пиролиз, гидрирование, окисление и многие каталитические процессы, составляющие основу реакционной газовой хроматографии, уже сотни лет широко применяются в органической химии, а учение о химических каталитических реакциях даже является самостоятельной дисциплиной. В наши намерения не входит подробное обсуждение основ каждого метода. Цель написания этой книги в том, чтобы дать обзор всей имеющейся информации о комбинированном применении названных методов с газовой хроматографией, а главное, чтобы рассмотреть различные стороны такой объединенной системы, обсудить ее за и против , описать наиболее важные конструкции приборов и выяснить, какую информацию можно получить при их использовании. Снова следует подчеркнуть, что мы не собираемся учить газовой хрома- [c.7]

При гетерогенных каталитических электродных процессах протекают каталитические или циклические химические реакции до или после фактического переноса электрона с электрода. Эти химические реакции происходят обычно вблизи или на поверхности электрода и, следовательно, они гетерогенные в прямом смысле слова, хотя, как указано выше, гетерогенная стадия переноса электрона с электрода непосредственно не включается в каталитическую или циклическую стадию реакции. Реакции этого типа используются во многих аналитических методах и могут применяться для проведения анализов таким же образом, как и гомогенные каталитические реакции, обсуждавшиеся в предыдущих разделах данной главы. [c.72]

Вильгельм Оствальд (1853—1932) впервые применил в 1894 г. ионную теорию к химическому анализу и рассмотрел аналитиче ские реакции в водных растворах неорганических веществ как реакции между разноименными ионами. Это явилось подлинной революцией в аналитической химии, в результате которой вся область неорганического анализа была объединена одной теорией В 1910—1914 гг. Л. В. Писаржевский (1874—1938) создал электронную теорию окислительно-восстановительных реакций, играющих огромную роль в химическом анализе. Несколько раньше (в 1905 г.) Н. А. Шилов (1872—1930) теоретически обобщил механизм каталитических (так называемых сопряженных ) окислительно-восстановительных реакций. [c.16]

Применение избирательных органических реагентов и использование избирательных схем фотометрического определения элементов (здесь мы рассматриваем в основном редкие элементы) составит серьезную конкуренцию физическим и физико-химическим методам, видимо, еще по крайней мере на протяжении 20—30 лет. Преимущества фотометрических методов, не требующих сложной аппаратуры, очевидны чувствительность методов достаточно высока (молярные коэффициенты погашения для лучших реагентов составляют 50—150 тыс.), что позволяет определять от 100 до 0,01 мкг абсолютных количеств вещества или до 10" % элемента в объекте без отделения основы, до 10 %—применяя простые, экспрессные схемы отделения, и до 10 —10 % —с предварительным концентрированием определяемого элемента. Сложные схемы подготовки анализируемого материала, не пригодные для использования их в автоматических анализаторах, вряд ли найдут широкое применение. При содержании элемента менее 10" % применение обычных фотометрических методов оправдывается только в редких случаях. Следует, однако, отметить, что здесь мы совершенно не рассматриваем другие химические методы анализа, которые также связаны с изменением окраски растворов (реакции, основанные на каталитических явлениях, ферментный анализ и др.), которые, возможно, существенно изменят наши представления о соотношении между собою различных видов анализа. [c.124]

Если используя колонки и ТН из инертных материалов, снижая Температуру разделения и применяя различные методы подавления каталитической активности используемых ТН, не удается подавить химическую реакцию анализируемого соединения на поверхности ТН, то для определения состава исходной смеси можно рекомендовать следующий кинетический метод. Проводя хроматографический анализ при различных скоростях газа-носиТеля, можно определить зависимость степени превращения реагирующего компонента от времени контакта (реакции) и других условий эксперимента. Экстраполируя затем степень превращения к начальному моменту времени, можно определить исходную (начальную) концентрацию реагирующего соединения в исходной смеси. Такой метод определения концентрации реагирующего соединения является достаточно общим и применим также в других случаях (например, при реакциях между НЖФ и анализируемым веществом) [252]. Проблемы кинетического.анализа рассматриваются в литературе [101]. [c.94]

Возможность неверного толкования результатов следует учитывать в тех случаях, когда каталитический метод применяют для анализа руд благородных металлов. Это относится в меньшей степени и к чувствительнььм спектрофотометрическим методам, основанным на измерении поглошения в ультрафиолетовой области. В последнем случае, однако, некоторая уверенность в правильности определения приобретается благодаря знанию предельных возможностей используемой химической реакции. С другой стороны, получение угла наклона прямой скорость — концентрация, отличного от угла наклона, характерного для рутения, не исключает присутствия рутения, а лишь указывает на необходимость более тщательной его очистки. [c.144]

Вследствие необходимости применения низкого давления (предельно допустимо не более 1,32 Па, т. е. 10- мм рт. ст.) маловероятно, что промышленные каталитические реакции могут быть эффективно изучены только этими тремя методами электронной микроскопии. Наилучшее использование этих методов предполагает дополнительное определение характеристик поверхности до и после реакции или исследование образцов методами хемосорбции. ЭОС применяли преимущественно для анализа поверхности, тогда как методы УФЭС и РФЭС —для изучения химического состояния поверхностных атомов или природы взаимодействия хемосорбированных радикалов. Эту работу иллюстрируют следующие примеры. [c.158]

Подобно другим методам физико-химического анализа, кулономет-рия применяется не только в аналитической химии, но и вообще в различных физико-химических исследованиях. Кинетика и механизм реакций, каталитические процессы, комплексообразование, химическое равновесие и т. д. являются теми областями, в которых применение кулонометрии оказывается весьма плодотворным. [c.289]

Однако в данной главе обсуждаются лишь те хроматографические методы, которые применяются для изучения химических реакций или катализаторов как таковых. Они относятся к предложенным Коксом, Тобином и Эмметом микрореакционным методам , в которых газовый хроматограф применяют для анализа газового потока из реактора. Размер реактора при этом определяется размером пробы, необходимой для эффективного разделения и детектирования компонентов в хроматографической системе колонка — детектор, независимо от того, используется реактор периодического, импульсного или непрерывного действия, а также от того, является изучаемая реакция каталитической, термической или другого типа. [c.22]

Подобно другим физико-химическим методам анализа в полярографии (в книге рассматривается, главным образом, классическая или так называемая полярография постоянного тока) широко используются химические реакции с целью решения аналитических задач. При этом химические реакции позволяют получить важные для анализа разультаты повысить избирательность за счет смещения полярографической волны в нужную область потенциалов, понизить предел обнаружения благодаря использованию каталитических реакций, перевести полярографически неактивные соединения в активную форму. Применяют самые различные реакции комплексообразование, окислительно-восстановительные реакции, нитрование, получение аминометилольных производных и производных с азометиновой группой, нитро-зирование, галогенирование и др. [c.13]

В лабораторных условиях скорость химических реакций обычно измеряют, помещая исследуемый раствор и газообразные вещества в замкнутые сосуды, в которых эти вещества находятся в относительном покое. Однако при техническом применении той или иной реакции ее очень часто приходится проводить в подвижной среде, например, в струе газа или жидкости. Так совершаются многочисленные процессы в различных каталитических установках, например при синтезе аммиака, окислении сернистого газа, крекинге нефтепродуктов и т. д. Кинетические закономерности, управляющие реакцией, которая совершается в потоке, обладают целым рядом специфических особенностей их необходимо учитывать, разрабатывая режим работы той или иной промышленной установки. Кинетика реакции в потоке была разработана главным образом Г. М. Пан-ченковым, применившим к анализу этого вопроса принципы гидродинамики. [c.407]

За последнее время в практику работы лабораторий прочно входят новые методы физико-химического исследования. К таким новым методам можно отнести и масс-спектрометрический анализ, без применения которого немыслима работа, связанная со стабильными, а также радиоактивными изотонами. Построенный, в основном, для целей изотошюго 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 сво11ств алюмосиликатных катализаторов, а именно, их эмиссионных свойств. [c.378]

Для расширения возможностей метода масс-спектрометрии уже давно используются различные способы предварительной химической модификации анализируемых веществ. Применяя подходящие реакции, удается получать производные, которые имеют более высокую летучесть или меньшую склонность к термическому и каталитическому разложению, а также к изомеризации на металлических поверхностях масс-спектрометра или обладают лучшими хроматографическими свойствами. Не менее важной является химическая трансформация для получения соединений, содержащих в масс-спектрах более интенсивные пики М , а также дающих дополнительные или новые масс-снектральные сведения о структуре исходного вещества. Однако многие из использовавшихся до сих пор способов химической модификации осуществлялись на сравнительно больших (миллиграммовых) количествах образца. Они часто требуют значительных затрат труда и времени. Успешнее для указанных целей можно использовать газофазные реакции, которые могут проводиться в микрореакторах, включенных непосредственно в систему напуска масс-спектрометра. В этом случае -химическая модификация осуществляется па микрограммовых коли чествах образца в процессе единого масс-спектрометрического анализа и не требует дополнительных затрат времени. Применение газофазных микрореакторов в масс-спектрометрии создает основу для разработки экспрессных и вы -сокоэффективных методик структурного анализа. [c.41]

Это стало возможным благодаря успехам, достигнутым в исследованиях механизма действия и структуры этих биокатализаторсгв. В настоящее время ферменты высокой степени чистоты поступают в распоряжение аналитиков во все возрастающем количестве и применяются для проведения реакций in vitro, используемых в анализе. Преимущества аналитического применения ферментов заключаются в их высокой функциональной специфичности и чувствительности. Способность ферментов специфически взаимодействовать с отдельными веществами в различных смесях исключает, в большинстве случаев, продолжительные операции предварительного разделения смесей и сокращает время анализа. Каталитическое действие ферментов и высокое число оборотов при разложении субстрата позволяют достигать чувствительности, значительно превосходящей чувствительность обычных химических аналитических методов. [c.158]

При анализе органических иодсодержащих соединений после их разложения можно применять гравиметрию, титриметрию и спсктрофотометрию. Известны очень чувствительные методы определения иодид-иогюв, основанные на их каталитическом действии в некоторых химических реакциях. [c.368]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология