Возбуждение газовых смесей

Свечение положительного столба состоит, главным образом, из линий нейтральных атомов, причем наибольшую интенсивность имеют линии элемента с самым низким потенциалом возбуждения из присутствующих в газовой сме- [c.64]

Газовая смесь в реакторе состоит из буферного газа М, реагентов А (либо А и В) и молекул С, которые эффективно поглощают лазерное излучение. Поглощаемой энергии должно хватить, чтобы нагреть газ равновесно до нужной температуры. При этом необходимо обеспечить такие условия, чтобы колебательно-поступательная релаксация возбужденных частиц происходила быстрее, чем реакция частиц А и В. Если обозначить через XI характерное время И-Г-релаксации молекул С при столкновениях с М, А и В, а через х - характерное время тепловой релаксации газа за счет столкновения с поверхностью реактора, то должно выполняться условие Х] Х2- Тогда через время газ примет равновесную температуру Т, которая будет иметь определенное распределение по диаметру реактора. Молекулы А и В будут претерпевать химические превращения в реакторе, имеющем определенное распределение температуру по геометрии реактора. Если обозначить через тз характерное время химического превращения молекул А, то для проведения реакции в близких к изотермическим условиям должно выполняться условие тз Х2- [c.113]

Анализируемые газовые смеси не всегда содержат вещества, пригодные для использования их в качестве внутреннего стандарта при определении концентраций. При анализе в потоке в качестве газа-носителя часто применяется гелий, который обладает высоким потенциалом ионизации, хорошим буферным эффектом и не оказывает влияния на определение других элементов (разд. 2.10.2 в [1]). В то же время в спектре гелия нет линий, пригодных для использования их в качестве линий внутреннего стандарта. Поэтому с этой целью в газовую смесь добавляют незначительные количества аргона (например, 0,01 мм рт. ст.). Аргон можно использовать в качестве газа-носителя, но при этом нельзя определять элементы с высокой энергией возбуждения. [c.77]

Ионизация и возбуждение молекул газа при коронном разряде происходят лишь в небольшой области вблизи коронирующего электрода, в остальной части разрядного промежутка существует несамостоятельный разряд. При использовании коронного разряда для ускорения процесса цианирования стали [26] ионизировалась входящая в печь газовая смесь, а насыщаемая поверхность не подвергалась ионной бомбардировке в то время как при обработке в тлеющем разряде поверхность детали даже разогревается в результате бомбардировки ионами насыщающей среды. [c.107]

Работа некоторых весьма важных газовых лазеров основана на механизме возбуждения в процессе межмолекулярного переноса энергии. Например, в гелий-неоновом лазере электрический разряд проходит через смесь, содержащую около 10% Ые в Не. Столкновения с электронами от разряда вначале заселяют первые возбужденные триплетные и синглетные состояния Не, как показано на рис. 5.6. Оптические переходы от этих состояний к основным состояниям запрещены и поэтому являются метастабильными и долгоживущими. Эти два состояния близко резонируют с двумя возбужденными состояниями N0 (обозначенными на рисунке 23 и 35), и столкновительный обмен энергией приводит к образованию возбужденного неона в состоянии 5. Имеются также низколежащие состояния Р, для которых резонансное возбуждение невозможно, так что осуще- [c.144]

Радиационно-химическими называются реакции, которые происходят вследствие поглощения веществом энергии ионизирующего излучения (потоки электронов, -частиц, у-квантов, нейтронов и т. д.). При радиационно-химическом воздействии (РХВ) в газовой фазе образуются первичные продукты — ионы и возбужденные короткоживущие молекулы (время их жизни примерно 10-8 Реагируя с молекулами среды и друг с другом, они образуют свободные радикалы, ионы, а также различные стабильные продукты, В результате радиационно-химического воздействия (иногда его называют радиолизом) из кислорода, например, образуется озон, а из газообразных предельных углеводородов — водород и сложная смесь различных углеводородов. Радиолиз смеси азота и кислорода приводит к образованию оксида азота (П) [c.92]

Б р е г е р А. X., Радиационно-химическая технология. Ее задачи и методы. М., 1979. А. X. Брегер. РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, происходят вследствие поглощения в-вом энергии ионизирующего излучения. Характеризуются радиационно-хим. выходом О — числом молекул, превратившихся или вновь образовавшихся в в-ве на 100 эВ поглощенной энергии излучения. В газовой фазе при Р.-х. р., как и прн фотохимических реакциях, первичные продукты — ионы и возбужденные короткоживущие молекулы (время жизни зтих продуктов 10 с). Реагируя с молекулами среды и друг с другом, они приводят к образованию относительно долгоживущих своб. радикалов, ион-радикалов, а также разл. стаб. продуктов. В результате Р.-х. р. из кислорода, напр., образуется озон, из газообразных предельных углеводородов — водород и сложная смесь углеводородов разл. строения. [c.489]

Когда содержание определяемой примеси меньше предела чувствительности метода, пробу обогащают. Один из приемов обогащения—электрофорез, т. е. разделение компонентов газовой смеси пропусканием через нее постоянного тока. При этом одни компоненты смеси собираются у катода, другие—у анода. Обогащенную смесь можно вводить в специальную аналитическую разрядную трубку или анализировать газ по спектру разряда в той части трубки, в которой создается повышенная концентрация определяемого элемента. Для определения состава газа в готовых изделиях их разбивают под вакуумом и впускают газ в разрядную трубку. Иногда удается в самом изделии создать разряд, благоприятный для возбуждения определяемой примеси, и тогда газ анализируют, не разрушая этого изделия. Такие анализы, как правило, не отличаются большой точностью. [c.267]

Пламя. Это известный еще со времен Бунзена и Кирхгофа источник света в спектральном анализе. Пламя дает достаточно яркий и стабильный спектр. Простота регулировки и надежность работы пламенных источников обусловили, по сути дела, второе рождение пламенно-фотометрических методов, применяемых очень широко. Возбуждение спектров в пламени имеет в основном термический характер. Температура пламени зависит от состава горючей смеси. Пламя обычной газовой горелки имеет температуру примерно 900°С. Смесь водорода с воздухом дает 2100°С, водорода с кислородом 2800°С, ацетилена с кислородом — около 3000°С. [c.19]

В работах [1, 2] нами предложено использовать разряд, возникающий в узком кварцевом капилляре, в качестве источника возбуждения при спектральном анализе растворов электролитов. На основании этих исследований и литературных данных [3—6], это явление можно считать газовым разрядом, протекающим в своеобразной атмосфере, которая представляет собой смесь паров окружающей капилляр жидкости и продуктов ее разложения. Разряд ограничен при этом стенками капилляра. [c.173]

Кроме ионизации, для явлений газового разряда имеют очень большое значение также и процессы возбуждения атомов и молекул. Всякий газ при прохождении через него тока представляет собой смесь не только электронов, нейтральных и одно- и многократно ионизованных атомов и молекул, но ещё и атомов и молекул, находящихся на самых различных ступенях возбуждения, а также возбуждённых ионов. Все эти частицы сталкиваются, взаимодействуют между собой и находятся в постоянном энергетическом обмене, определяющем течение разрядных процессов. К возбуждению атомов и молекул ведут процессы, аналогичные тем, которые приводят к ионизации ударное возбуждение, прямое и ступенчатое, неупругие соударения II рода, фотовозбуждение газа, термическое возбуждение. [c.22]

Пламя дает достаточно яркий и стабильный спектр. Последнее обстоятельство в сочетании с простотой регулировки и надежностью работы пламенных источников обусловило, по сути дела, второе рождение пламенно-фотометрических методов, применяемых очень широко. Возбуждение спектров в пламени имеет в основном термический характер. В пламени обычной газовой горелки температура составляет 900°С. Смесь водорода с кислородом дает 2800°С, ацетилена с кислородом — около 3000°С. С помощью пламенных источников определяют 20—25 элементов (Мд, Си, Мп, Т1, щелочные элементы, щелочноземельные и т. д.). Некоторая ограниченность пламени как источника возбуждения нередко становится его достоинством, так как в пламени не возбуждаются так называемые трудновозбудимые элементы и общая картина спектра является более простой, чем при возбуждении в дуге или искре. [c.13]

Разумеется, одиночные, путешествующие без всяких препятствии в газовой фазе ионы таким способом не исследуешь, но в большинстве реальных химических процессов ионы и молекулы реагируют в жидкой среде, в окружении шубы из молекул растворителя. Такие-то обыденные, но весьма актуальные для химиков ситуации и изучают с помощью спектроскопии. Если реакция идет не слишком быстро, в кювету попросту заливают смесь реагентов в строго отмеренных, очень незначительных количествах, и напрямую, по убыли концентрации исходных веществ и росту концентрации конечных продуктов, измеряют константу скорости взаимодействия. Если же реакции быстры. По в результате их устанавливается равновесие — например, сходное с тем, какое изучали методом ион-циклотронного резонанса,— то таким же способом мгновенно определяют константу равновесия. Возбуждение молекулы, напомню, совершается за 10" —10" с, и, как бы резво ни шли их взаимопревращения, спектр оказывается моментальной фотографией реагирующей смеси. Единственное усовершенствование прибора, которое при этом требуется,— термостат, помогающий поддерживать стандартную, строго постоянную температуру раствора. Его можно пристроить к спектрофотометру собственноручно. Ограничение одно исходные и конечные вещества должны хотя бы незначительно различаться по положению полос поглощения. [c.109]

Острое отравление. Животные. У мышей вдыхание воздуха с 20 % СО2 ведет к отеку легких. Вдыхание 21 % СО через 1 ч вызывает у крыс нарушение метаболизма миокарда, предсердно-желудочковой проводимости и снижение частоты сердечных сокращений. При И % СО2 в течение 2—4 ч общее потребление О2 снижается на 15—25 % и развивается ретикулоцитоз. Газовая смесь (около 30% СО2 и нормальное содержание О2) вызывает кратковременное возбуждение, вменяющееся угнетением и наркозом, повышение кровяного давления, нарушение сердечной деятельности, сужение коронарных сосудов. Вдыхание 70 % СО2 сопровождается аритмией и резким возрастанием уровня калия в крови (Граменицкий и др. S haefer). Максимально переносимая концентрация для крыс (при содержа НИИ О2 не менее 16%) — около 15% СО2 при очень медленном, в течение нескольких дней, ее повышении — до 23%- [c.327]

Типичные примеры взаимного влияния в плазме можно найти при возбуждении газовых смесей. Так, излучение гелия в трубке Гейсслера подавляется введением 1% Аг и возможно в присутствии только малых количеств аргона. Потенциал ионизации аргона равен 15,75 эВ, а гелия — 24,58 эВ. Интересно отметить, что наименьший потенциал возбуждения линий гелия (20,86 эВ) значительно выше потенциала ионизации аргона. Это является дополнительным объяснением упомянутого выше экспериментального наблюдения [16]. Если возбуждать газовую смесь в импульсной трубке, а не в трубке Гейсслера (разд. 2.10.4 в [Па]), то наблюдаемое взаимодействие элементов существенно меньше. Это может быть объяснено экстремально высокой температурой плазмы в импульсной трубке. [c.226]

Самое широкое применение нашел метод анализа с использованием в качестве источников излученир радиоактивных препаратов, под влиянием которых молекулы газа-носителя, т. е. газа, составляющего основную часть газовой смеси, ионизируются или возбуждаются до метастабильцого состояния. В случае ионизации молекул газа-носителя в ионизационной камере (Датчик) при определенном значении потенциала протекает постоянный ионный ток порядка 10" —10" А при переходе же молекул в метастабильное состояние наблюдается лишь небольшой фоновый ток пopядкial 10- А. Молекулы анализируемого компонента, поступающего в датчик, вызывают увеличение или уменьшение ионного тока, в результате рекомбинации, перезарядки, изменения подвижности ионов и т. д. Ионный ток появляется также вследствие ионизации молекул исследуемого компонента путем передачи им энергии от возбужденных молекул газа-носителя. Величина ионнОго тока в ионизационной камере, через которую просасывается определяемая газовая смесь, пропорциональна концентрации анализируемого компонента. [c.117]

График показывает, что при уменьшении концентрация углекислого газа сдвиг фазы в обоих случаях возрастает, причем для случая смеси с азотом он значительно больше, чем для случая смеси с кислородом. Из рисунка видно, что если одно и то же небольшое количество молекул поглощающего радиацию газа смешать один раз с азотом, а другой раз с кислородом, то, вследствие отличия длительности возбужденного колебательного состояния в этих двух случаях, сдвиг фазы сигнала на выходе усилителя относительно поступающей в камеру радиации будет существенно различаться. Это обстоятельство открывает возможность проведения анализа смеси двух непоглощающих газов. Если подлежащую анализу смесь (наример, азота с кислородом) подкрасить поглощающим газом (например, углекислым газом), то газовая смесь становится способной поглощать инфракрасную радиацию в спектральных интервалах, соответствующих полосам поглощения подкрашивающего газа. При этом, как уже указывалось, сдвиг фазы сигнала на выходе усилителя зависит от соотношения непоглощающих компонент смеси. К этому сдвигу фазы добавляется сдвиг фазы, обусловленный акустическими свойствами оптико-акустической камеры, несколько изменяющимися в зависимости от состава находящейся в ней смеси. Градуировка, выполняемая при помощи смесей заданной концентрации, позволяет однозначно связать сдвиг фазы с составом анализируемой смеси. [c.255]

Осаждение полимеров в обоих случаях происходило, в основном, по периферии электродов и за зоной разряда (в поотесвечении). Получаюпдаеся низкомолекулярные полимеры сильно обогащены водородом и хлором по сравнению с исходными мономерами, хорошо растворимы в соответствующих растворителях. Обилие водорода и кислорода в синтезированных с . динениях и широкие полосы на 2600 - 3700 см-1 в ИК-спектрах полимеров говорят об их сильной гигроскопичности. Хроматографическое и фотоколориметрическое определение степеней связывания паров показало, что эти величины составляют не менее 50% для всех полимеризующих паров мономеров (ДХЭ и хлорбензол). Масс-спектральный анализ показывает, что действие ПБР на паро-газовую смесь приводит к образованию в качестве стабильных газообразных продуктов СН и НС1, этот результат объясняет, по нашему мнению, отсутствие полос в спектре излучения плазмы, характерных дэлектронно-возбужденных молекул С1. [c.44]

Головина высоты внутренней части хлоратора занята открытым керамическим вертикальным цилиндром 4 с отверстиями внизу, в который опущена суженным концом керамическая труба, подающая сырье. Процесс начинают предварительным разогреванием внутренней части хлоратора (для возбуждения реакции). Разогревание производят сжиганием части метана в смеси с воздухом, с последующей заменой воздуха хлором. В дальнейшем реакция идет автотермично. Продукты хлорирования отводятся из верхней части аппарата, затем из газовой смеси в кислотных абсорберах улавливается водой хлористый водород (получается соляная кислота), газовая смесь нейтрализуется щелочью, высушивается вымораживанием, сжимается и сжижается методом глубокого охлаждения. Из жидкой смеси, содержащей хлористого метила 28—32%, хлористого метилена 50—53%, хлороформа 12—14% и четыреххлористого углерода 3—5%, при помощи ректификации выделяют индивидуальные продукты. [c.257]

Что касается инициирования различных процессов с помощью лазера, то здесь пока имеются лишь очень скудные доказательства применимости его для подобных целей. Одним из примеров является использование лазерного излучения в качестве селективной бунзеновской горелки для разделения изотопов. Механизм ее действия основан на том, что изотопы различаются частотой колебаний в исходных молекулах. Обычно применяется лазер на основе фтористого водорода. Если в такую горелку поместить смесь обычного метанола СН3ОН и дейте-рированного метанола СОзОВ в соотношении 1 1, тр их нагревание происходит неравномерно. При введении брома обычный метанол сразу же реагирует, а дейтерированный остается холодным и вступает в реакцию значительно медленнее. При мощности лазерного излучения 90 Вт за 60 с удается отделить 95% СВзОО. Под действием лазерного луча может быть возбужден газовый разряд, который приводит к образованию оксида азота N0. Другими примерами применения лазера для инициирования различных процессов служат цепные реакции и реакция образования ацетилена. [c.149]

Открытие нового типа реакций — цепных, предсказанных Н.А.Шиловым и обнаруженных М.Боденштейном, было большим успехом науки о химических превращениях. Но циклические процессы, к которым относятся и цепные реакции, были известны много раньше. Это были разнообразные каталитические гфоцессы, обнаруженные, но ие понятые еще в начале XIX века. В эти годы в научной литературе появились сообщения русского физико-химика К- С. Кирхгофа и английского химика Г. Дэви, описавших свои удивительные наблюдения. То, что при кипячении раствора крахмала происходит его медленное превращеиие в сахар, было известно давно. К- С. Кирхгоф обнаружил, что такое превращение происходит уже при небольшом нагреве, если в раствор добавить серную кислоту. Но самым удивительным было то, что количество серной кислоты в растворе в конце реакции было таким же, как и в начале. Кислота не расходовалась, а каким-то способом влияла на скорость реакции. Опыты Г. Дэви были более эффектны и получили широкую известность благодаря публичным демонстрациям. Смесь метана с воздухом пропускалась над нагретой платиновой проволокой, которая при этом разогревалась еще сильнее и начинала светиться. Г. Дэви несколько раз вынимал проволоку, давал ей охладиться и вновь вносил в газовую смесь с теми же последствиями — разогревом и свечением проволоки. Ни К. С. Кирхгоф, ни Г. Дэви не подозревали, что ими были открыты первые примеры каталитических процессов. Лишь в 1836 г. появилось в хими] само слово катализ (от греческого — возбуждение). Оно было использовано Я. Берцелиусом. Явление катализа Берцелиус описал так Некоторые тела производят своим прикосновением к другим телам такое на них влияиме, что возникает химическая активность, разрушаются соеди нения или создаются новые без того, чтобы само тело, в присутствии которого это происходит, принимало хотя бы малейшее участие в этом . По мере накопления новых данных [c.92]

О—числом молекул, нрсвративиН1хся или вновь образо вавшихся в в-ве на 100 эВ поглощенной энергии излучения. В газовой фазе при Р.-х. р., как и при фотохимических реакциях, первичные продукты — ионы н возбужденные короткоживущие молекулы (время жизни этих продуктов 10 с). Реагируя с молекулами среды и друг с другом, они приводят к образованию относительно долгоживущих своб. ралчгсалов, ион-радикалов, а также разл. стаб. иродуктов. В результате Р.-х. р. из кислорода, нанр., образуется озон, из газообразных предельных углеводородов — яодород и сложная смесь углеводородов разл. строения. [c.489]

Основные методы активации реакционной газовой смеси — термические и электрические намного реже применяется химическая и фотохимическая активация. При термической активации (метод hot filament) рядом с подложкой, на которую предполагается наращивать алмаз, располагают проволоку из тугоплавкого металла (W, Та), см. рис. 2. Ее раскаляют до температуры, при которой диссоциация молекул Н2 происходит с достаточно больщой скоростью ( 2000° С). Газовая фаза представляет собой смесь углеродсодержащего газа (метан, пары ацетона, метанола и др.), обычно в концентрации до нескольких процентов, с водородом. При контакте газа с поверхностью активатора образуются, наряду с атомами водорода, возбужденные углеродсодержащие молекулы и радикалы, которые переносятся к поверхности подложки, где и происходит процесс осаждения. Приблизительное представление о параметрах процесса осаждения алмаза по методу с термической активацией дает табл. 2. [c.10]

Облучение жцдкого бензола УФ-светом при 160—205 нм приводит к образованию смеси бензола Дьюара, фульве 1а и бензвале-на. При фотолизе бензола в газовой фазе образуются смесь фульвена и цис- и транс-изомеров 1,3-гексадиен-5-ина. Было установлено, что бензол Дьюара получается из другой возбужденной формы S2 бензола. Все происходящие при этом превращения могут бьггь выражены с помощью следующей схемы [c.379]

Общая схема плазменно-водородной технологии переработки гексафторида урана в металлический уран и безводный фторид водорода. Схема процесса и его аппаратурное оформление показаны в общем виде на рис. 11.24. Первая стадия заключается в восстановлении урана из гексафторида урана до элементного урана или до низших фторидов урана. Эта промежуточная цель достигается возбуждением электрического разряда в потоке смеси газообразного гексафторида урана с водородом при этом смесь гексафторида урана с водородом превращается в уран-фтор-водородную плазму, содержащую смесь атомов урана, водорода и фтора, молекулы фторидов урана (UF4, UF3, UF2, UF), фтора, водорода, положительно и отрицательно заряженные ионы и электроны. Если при этой операции температура плазмы составляет при атмосферном или близком к нему давлении 6000 К, основная часть урана содержится в виде атомов U, т.е. в газовой фазе имеет место полное восстановление урана. По выходе (и-Е-Н)-плазмы из зоны электрического разряда происходит интенсивная рекомбинация молекул фторидов урана, сопровождаемая мощным световым излучением и конденсацией нелетучих ири обычных условиях фрагментов молекул гексафторида урана тетрафторида и трифторида урана, а также элементного урана. Рекомбинация может приводить к образованию летучих фторидов иентафторида, и даже гексафторида урана. Закалка, т. е. быстрое и глубокое понижение температуры до уровня, на котором рекомбинация кинетически заторможена, понижает глубину и скорость рекомбинации, но радикально не меняет ситуацию. [c.591]

Следовательно, концентрация возбужденных атомов тем выше, чем больше общая концентрация данных атомов в газовом облаке, чем выше температура газа и чем ниже энергия возбуждения. В пламени возбуждаются спектры лишь наиболее легко возбудимых атомов—щелочных и щелочноземельных металлов и некоторых других элементов. Температуру пламени можно варьировать, применяя различные горючие смеси. Наиболее часто применяют смесь светильного газа и воздуха (температура пламени 1800 °С), ацетилена и воздуха (2200Х), водорода и кислорода (2800 °С), ацетилена и закиси азота (3200°С). [c.193]

Кроме ионизации, для явлений газового разряда имеют очень большое значение также и процессы возбуждения атомов и молекул. Всякий газ при прохождении через него тока представляет собой смесь не только электронов, нейтральных и одно- и многократно ионизованных атомов и молекул, но ещё и атомов и молекул, находящихся на различных ступенях возбуждения, а также возбуждённых ионов. Все эти частицы взаимодействуют между собой и находятся в постоянном энергетическом обмене, определяющем течение разрядных процессов. К возбуждению атомов и молекул ведут процессы, аналогичные тем, которые приводят к ионизации. Для того чтобы овладеть явлениями прохождения э.пектрического тока через высокий вакуум и газы и быть в состоянии придать вольтамперной характеристике данного электровакуумного прибора ход, необходимый для практических целе 1, надо изучить все элементарные процессы ионизации, возбуждении и рекомбинации и установить связь между этими процессами и макроскопическими параметрами разряда. Необходимо также изучш I. характер движения заряженных частиц в высоком вакууме и в газах при отсутствии электрических и магнитных полей и особенпо при их наличии. Далее, необходимо помнить, что электрическое ноле в высоком вакууме и в газах обусловливается не только геометрической формой электродов и наложенной между ними разностью потенциалов, но и зарядами электронов и ионов, передвигающихся в пространстве менаду электродами. Поэтому учение [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология