Реакции химические быстрые, изучение кинетики

Одной из наиболее важных особенностей полярографии является возможность применения ее в качестве инструментального метода анализа. Эта особенность и обусловила широкое и быстрое развитие полярографического метода и применение его в различных областях химии и смежных наук, так как любые проблемы, которые разрешаются с помощью полярографии (изучение кинетики химических реакций, исследование состояния молекул в растворе и т. д.), основываются в первую очередь на аналитических данных. Существенным преимуществом полярографии является то, что она часто позволяет проводить одновременно как качественный, так и количественный анализ. [c.297]

Детальное экспериментальное изучение химических реакций, лежащих в основе разрабатываемого процесса, — необходимое условие для получения его надежной кинетической модели. В случае быстро протекающих реакций (время полупревращения порядка от долей секунды до нескольких минут), которые реализуются в промышленности в виде непрерывных процессов, проходящих в проточных реакторах, метод исследования кинетики в периодически действующих изотермических реакторах, кратко изложенный в этой главе, непригоден. Изучение кинетики таких реакций, к которым относятся подавляющее большинство каталитических и все газовые реакции, проводят в специальных установках проточного типа. [c.35]

Однако в других случаях процессы происходят настолько быстро, что для получения разрешенных во времени спектров приходится применять специальные методы и аппаратуру. Так поступают при изучении импульсных разрядов, взрывов, многих химических реакций с образованием промежуточных продуктов, при изучении кинетики люминесценции или искрового разряда, излучения импульсных лазеров и т. д. Приборы и методы, которые применяют при этом, рассмотрены в настоящей главе. [c.189]

Во всяком случае из изложенного очевидно, что теория абсолютных скоростей реакции неприменима для изучения кинетики быстрых неравновесных химических реакций и реакций, протекающих в условиях, далеких от квазиравновесия. [c.306]

В последние годы в связи с созданием записывающих приборов особенно расширилось применение спектрофотометрии для количественного анализа и в химической кинетике. Исследование кинетики химических реакций основано на том, что исходные вещества и продукты реакции имеют разное поглощение. Это позволяет следить за изменением их концентраций во времени. Разработан ряд специальных приемов для изучения кинетики быстрых реакций. Созданы спектрофотометры, скомбинированные с установкой остановленной струи и позволяющие изучать кинетику реакций с периодом полураспада от 1 до 10 с. [c.5]

Метод остановленной струи и температурного скачка. Для изучения кинетики быстрых химических реакций в спектрофотометрии применяют метод остановленной струи и температурного скачка. [c.27]

Во-вторых, детальное изучение многих сложных химических реакций выявило важную роль активных промежуточных продуктов свободных атомов и радикалов в цепных реакциях, лабильных ионов и ион-радикалов в ионной полимеризации, возбужденных состояний молекул в фотохимических и радиационно-химических реакциях, лабильных комплексов в гомогенном катализе. Для изучения таких активных соединений, реагирующих очень быстро, в кинетике разработаны специальные методы и аппаратура. Можно с полным правом сказать, что современная экспериментальная кинетика есть в значительной своей части кинетика быстро реагирующих активных частиц. [c.367]

В-третьих, в последние два десятилетия кинетика газофазных реакций переплелась с таким разделом физики, как молекулярная динамика в связи с изучением нестационарных химических реакций. В изучаемых нестационарной кинетикой системах физический процесс передачи возбуждения от молекулы к молекуле протекает одновременно с быстрым химическим превращением, так что скорость процесса определяется сочетанием характеристик происходящих в системе элементарных актов как физической, так и химической природы. По существу, нестационарные процессы представляют собой физико-химическую динамику [c.367]

Наиболее прямым методом исследования первичных стадий фотохимических реакций является изучение кинетики люминесценции (закона возгорания и затухания люминесценции). При этом для возбуждения люминесценции используют либо короткие импульсы света, либо модулированный свет. Наносекундные и пикосекундные источники света и высокочувствительные сверхбыстрые системы регистрации предоставляют исключительные с точки зрения химической кинетики возможности для исследования механизмов наиболее быстрых химических реакций. [c.182]

Неотложная задача — разработка надежных и достаточно простых методов исследования кинетики гетерогенных процессов в сложных системах. В этой области не преодолен существенный разрыв между высоким уровнем общетеоретических построений и возможностями их применения для изучения кинетики конкретных процессов, но интенсивно развиваются феноменологические теории и расширяется круг методов [48 . Имеются успехи в развитии методов изучения быстрых реакций в растворах, а также в некоторых других разделах химической кинетики. Однако в целом пока сохраняется положение, при котором в связи с трудностью получения надежной кинетической информации сведения о механизме процессов во многих случаях получают не с использованием кинетических данных, а по результатам изучения промежуточных и конечных продуктов физическими или другими методами. [c.218]

Основное направление научных работ — исследование сверхбыстрых химических реакций разработанными им методами химической релаксационной спектрометрии. С помощью метода температурного скачка исследовал кинетику реакций ионов водорода и гидроксила с кислотно-основными индикаторами в водном растворе. Для изучения быстрых реакций в растворах слабых электролитов предложил метод наложения сильного электрического поля, увеличивающего степень диссоциации электролита. Благодаря применению созданных им методов, использующих периодическое возмущение системы, получены данные об образовании ионных пар и десольватации ионов в водных растворах электролитов, о реакциях переноса протона, о кинетике ассоциации карбоновых кислот в результате образования водородных связей и др. Изучал ферментативный катализ, механизм передачи информации и другие вопросы молекулярной биологии. [c.589]

В настоящее время при изучении кинетики химических реакций (особенно сложных) рекомендуется пользоваться машинным методом решения кинетических уравнений путем моделирования процесса химического превращения на АВМ. Это позволяет сократить количество трудоемких и длительных экспериментов, что значительно облегчает и ускоряет работу исследователя. Таким образом, решение кинетических уравнений на АВМ осуществляется во много раз проще и быстрее. Но главное преимущество машинного метода состоит в том, что на ЭВМ можно решать и те задачи, для которых точное аналитическое решение невозможно, а приближенное слишком трудоемко и связано с большими затратами времени. [c.76]

Различные виды вторичных реакций, встречающиеся при потенциостатической кулонометрии, вносят нежелательные усложнения, когда дело касается аналитических применений метода. Однако эти же процессы могут эффективно использоваться при изучении кинетики и выяснении механизма химических реакций. Действительно, потенциостатическая кулонометрия, особенно в сочетании с другими методами, быстро [c.16]

Для изучения кинетики быстрых реакций необходимы методы, которые могут с необходимым разрешением во времени обеспечить высокую чувствительность измерений химического со- [c.121]

Применение устройства с фотоумножителем для изучения окисления некоторых углеводородов в газовой фазе помогло не только проследить за кинетикой развития холодных пламен, но и обнаружить другие, гораздо более слабые свечения [313]. В частности, был обнаружен так называемый пик остановки на кинетической кривой интенсивности хемилюминесценции, о котором будет идти речь ниже [313]. Однако в этих работах регистрировались лишь сравнительно яркие свечения в условиях быстро идущей химической реакции, когда трудно исследовать кинетику процесса. Так, хемилюминесценция при окислении ацетальдегида исследовалась при температурах выше 220° С, вблизи области холодных пламен [314, 315], хотя ацетальдегид окисляется довольно быстро уже при 100° С. Кинетика хемилюминесценции не связывалась с кинетикой реакции. [c.245]

В переходном режиме при стационарном протекании процесса различия между обсуждаемыми схемами реагирования сглаживаются, а в диффузионном — исчезают вовсе. Поэтому изучение кинетики и механизма химических реакций возможно только в кинетическом и переходном режимах. В этой связи крайне важно располагать надежными способами идентификации режима. Без них любое исследование кинетики и механизма реакций нельзя считать обоснованным. Наиболее строго, по-видимому, эта задача решается методом диффузионных ячеек с перемешиванием в сочетании с методом сравнительного компонента [10, 11], и особенно— методом кратковременного контактирования фаз [12—15]. Последний позволяет обнаружить сравнительно быстрые химические реакции, решить вопрос об их локализации и изучить их механизм. [c.147]

Уравнения (15.68) и (15.69) внешне не отличаются от уравнения (15.6), выведенного ранее в предположении замедленности диффузии. В обоих случаях раствор вблизи электрода может оказаться полностью освобожденным от восстанавливаемых частиц, что резко увеличивает поляризацию (т1- -с ) и устанавливает предел росту плотности тока (/->/г)- В условиях диффузионных ограничений компенсация разрядившихся частиц происходит за счет их постушления из толщи раствора под действием градиента концентрации, возникающего внутри диффузионного слоя б. Предельная диффузионная плотность тока отвечает в зтом случае максимально возможному градиенту концентрации и является функцией коэффициентов диффузии реагирующих частиц. В условиях замедленности чисто химического превращения восполнение разряжающихся частиц совершается за счет химической реакции, протекающей в непосредственной близости от электрода или на его поверхности. Предельная реакционная плотность тока /г должна быть функцией констант скорости соотнетствующих химических превращений. Определение величин /г н установление закономерностей химического перенапряжения дает основу для изучения кинетики быстрых химических )еакций электрохимическими методами. [c.324]

Небольшие системы реакторов с мешалками непрерывного действия обычно применяют для изучения кинетики химических реакций. Денбиг и Пейдж [3] описывают проточный метод, использованный для исследования химических реакций, когда среднее время пребывания в сосуде составляло от 1 до 4000 секунд. Этот ]четод особенно ценен для исследования довольно быстрых реакций. Метод основан на измерении скорости химической реакции при различных скоростях потока жидкости в условиях стационарных режимов. [c.106]

В последнее время работами Хесса с сотрудниками [5—7] на примере а-химотрипсина был развит новый метод изучения кинетики начальных стадий ферментативных реакций, получивший название метода вытеснения профлавина . Метод основан на том факте, что краситель профлавин (3,6-диаминоакридин) при связывании с а-химотрипсином в водном растворе изменяет свой спектр поглощения в ультрафиолетовой области. Величина разностного спектра поглощения, имеющего максимальное значение при длине волны 465 нм, пропорциональна -концентрации комплекса фермент-профлавин. Введение в систему фермент-профлавин субстрата, конкурирующего с красителем за связывание на активном центре а-химотрипсина, приводит к двум последовательным процессам вытеснения профлавина. Первый, очень быстрый процесс, заключается в обратимом вытеснении красителя из комплекса его с ферментом за счет образования нековалентного фермент-субстратного комплекса. Второй процесс, времена прохождения которого лежат обычно в пределах разрешения установок типа остановленной струи , вызван химическим взаимодействием субстрата с ферментом (например, образованием ацилферментного промежуточного соединения), что приводит к дополнительному уменьшению концентрации комплекса фермент-профлавин. Изучение кинетики второго процесса при различных концентрациях субстрата в дополнение к изучению кинетики ферментативной реакции в стационарном режиме позволяет сделать заключения о стадийности изучаемой реакции, а также найти значения констант скоростей промежуточных стадий ферментативной реакции. [c.188]

Если вернуться к реакции синтеза аммиака, выражаемой уравнением (1.1), следует напомнить об ее обратимости и зависимости равновесных концентраций реагентов от условий, т. е. в первую очередь от температуры (Г) и общего давления (Р). В табл. 1 приведены равновесные концентрации аммиака (в мольных процентах) для двух температур и трех давлений, полученные Ф. Габером в начале текущего века. Они показывают, что равновесная концентрация аммиака увеличивается с давлением. При повышении давления от 1 до 600 атм это увеличение характеризуется отношениями ПО (400° С) и 360 (500° С). Таким образом, синтез аммиака следует проводить при возможно более высоком давлении. Как известно, это требование соблюдается в методах синтеза, применяющихся в промышленности, где давления достигают 1000 атм. С другой стороны, повышение температуры уменьшает равновесную концентрацию (выход) аммиака. Следовательно, его синтез надлежало бы проводить при возможно более низкой температуре, у вторую рекомендацию, вытекающую из изучения тепловых явлений и термических свойств, не удается использовать в полной мере. Дело в том, что приведенные в таблице данные характеризуют равновесное, т. е. конечное, состояние реагирующей системы и ничего не говорят, за какое время это состояние может быть достигнуто. Фактор времени учитывается в другом разделе физической химии — химической кинетике. Она подсказывает, что скорость химической реакции очень быстро уменьшается с понижением температуры. Поэтому может оказаться, что при какой-то температуре хороший выход может быть достигнут за слишком продолжительное время, скажем за миллиард лет. С другой стороны, согласно данным кинетики скорость реакцин можно увеличить применением катализаторов. В итоге комплексного физико-химическоге изучения, реакцию синтеза аммиака проводят при температуре 450— —500° С на катализаторах, состоящих из металлического железа, содержащего некоторые активаторы (промоторы). [c.6]

Использование меченых атомов при изучении механизма химических реакций с большим числом образующихся продуктов требует развития быстрых и эффективных методов разделения сложных смесей. Одним из таких методов, далеко, превосходящим ранее применявшиеся, является хроматография, широкое использование которой для изучения кинетики и механизма различного рода реакций стало возможным благодаря развитию термохроматографической и распределительной методик [3, 4, 5]. [c.391]

Вначале Гийо [10] был предложен метод контроля степени превращения мономера, основанный на анализе проб, отобранных из газовой фазы в автоклаве над поли-меризующейся смесью. Общее рассмотрение метода изучения кинетики жидкофазных химических реакций по контролю состава газовой фазы было проведено Левитиным [10а]. В дальнейшем [9] при изучении более быстрых реакций с целью устранения возможных ошибок, связанных с отклонением состава газовой фазы от равновесной, пробу реакционной смеси отбирали из жидкой фазы. Последний метод был применен при изучении стерео-специфической полимеризации газообразного при обычных условиях бутадиена. Реакцию проводили в автоклаве под небольшим давлением в бензольном растворе [9]. Для определения степени превращения из реактора периодически отбирали жидкие пробы (0,2—0,5 мл), которые испаряли в предварительно вакуумированном сосуде (500 мл). Аликвотную часть пробы из этого сосуда анализировали хроматографически. В качестве впутрен- [c.86]

Скорость изменения потенциала в осциллографическо полярографин настолько велика, что в одну минуту можно сделать большое число анализов. Это открывает перед осциллографической полярографией широкие перспективы применения для автоматического контроля производства, для изучения кинетики быстрых химических реакций с участием восстанавливаюш,ихся или окисляющихся веществ, электрохимических реакций, процесса адсорбции веществ на металле. Последнее имеет важное значение для изучения загадочного явления природы — катализа. [c.62]

Недавно для изучения кинетики процессов были разработаны импульсные методы типа эксперимента Карра — Перселла [89—91]. Это полезная разработка, так как во многих случаях импульсные методы дают возможность измерять значительно большие скорости, чем анализ формы линий. Измеряя время спада огибающей эхо Т в зависимости от расстояния между импульсами в последовательности Карра — Перселла, можно найти константу скорости реакции k (или время жизни х = k в данном состоянии) и разность химических сдвигов между состояниями би. Этот метод обладает двумя преимуществами перед стационарными методами 1) можно изучать гораздо более быстрые реакции 2) одновременно с выяснением значений я OU) можно получить информацию о времени релаксации Та и разности химических сдвигов 8о) в отсутствие обмена. (Хотя информация о и бш необходима для точного анализа формы линий, получить ее из формы линий обычно не удается.) [c.154]

На основании изучения кинетики гидролиза п-нитрофенил-ацетата [6] и 2,4-динитрофенилацетата [8] по методу остановленного потока мы можем различить три стадии в этих реакциях первая — начальная быстрая адсорбция субстрата, вторая — освобождение одного моля нитрофенола на моль химотрипсина и сопутствующее ацилирование группы у фермента и третья — гидролиз соединения фермент-ацил. Стадия начальной адсорбции протекает слишком быстро и не поддается измерению имеющимися в настоящее время методами. Вследствие сравнительно больших значений скорости последующие две стадии определяются величинами 2 = 3 сек- я кз = 0,025 сек- . Эти величины характеризуют химическую реакцию между группами на каталитическом центре и субстратом и могут быть использованы в отдельности. Как освобождение ионов нитрофенилата, так и освобождение или связывание ионов водорода протекает во время обеих последовательных реакций. Найдено, что во время первой из них освобождается только нитрофенол, тогда как ацетат реагирует с ОН-группой фермента. Полученное соединение ацил-фермент во время конечной стадии гидролизуется с освобождением ацетата. Как ацилирование, так и гидролиз ацил-фермента ингибируется путем присоединения протона к соседней основной группе, вероятно имидазольной. Мы сделали интересное наблюдение [8], что эта основная группа изменяет значение рД во время реакции ацилирования, обусловливая таким образом две стадии различной зависимости от pH. В литературе приведено большое число доказательств [6, 8] в пользу того, что ацилируется именно гидроксильная группа в остатке серина в химотрипсине. [c.331]

Смотреть страницы где упоминается термин Реакции химические быстрые, изучение кинетики: [c.60] [c.319] [c.288] [c.60] [c.50] [c.444] [c.444] [c.265] [c.66] [c.70] [c.313] [c.52] [c.60] [c.77] [c.123] [c.338] [c.8] [c.156] [c.6] [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология