Водород кривая энергии

Рис. 17.4. Потенциальная диаграмма рроцесса (17.116). Пунктирная кривая показывает влияние энергии адсорбции атомов водорода металлом на кинетику разряда—ионизации водорода

Известные предположения о наиболее вероятном механизме выделения водорода на разных металлах можно высказать на основании общих положений электрохимической кинетики в применении к данной электродной реакции. Так, было предположено, что при увеличении теплоты адсорбции водородных атомов на катодном металле вероятность замедленного разряда падает, а замедленной рекомбинации растет. Это связано с различным влиянием изменения теплоты адсорбции водородных атомов на скорость разряда и на скорость рекомбинации. Как следует из потенциальных кривых (рис. 19.5), энергия активации разряда уменьшается с ростом теплоты адсорбции. Энергия активации процесса рекомбинации, напротив, увеличивается с упрочнением связи между металлом и поверхностными атомами водорода, количественной характеристикой которой является теплота адсорбции. В то же время увеличение [c.411]

Рис. 65. Кривая энергии для молекулы водорода

Рассмотрим два атома, ядра которых находятся на расстоянии г друг от друга. Выясним, как изменяется энергия такой системы при изменении г. Удобно считать нулевой потенциальную энергию для состояния, когда атомы находятся на бесконечно большом расстоянии друг от друга и не взаимодействуют между собой. Если атомы способны соединяться в молекулу, то при уменьшении расстояния между ними начинают действовать силы притяжения и энергия системы понижается. Это понижение продолжается до некоторого расстояния /-д.. При дальнейшем уменьшении г энергия начинает возрастать, что обусловлено действием сил отталкивания, которые имеют значительную величину при малых расстояниях между атомами. Таким образом, зависимость энергии от г выражается кривой, имеющей минимум. На рис. 65 представлена кривая энергии для молекулы водорода. [c.149]

Из рис. 25 видно, что молекула водорода Нг при возбуждении может перейти только в состояние ( 2u J, так как только кривая энергии этого состояния имеет минимум. Остальные кривые возбужденных состояний не имеют минимумов, следовательно, молекула На при переводе в эти состояния должна диссоциировать на два свободных атома водорода. [c.121]

Рис. 24. Кривые энергии связи при образовании молекулы водорода

Рассмотрим расчетные кривые (рис. 50) расхода энергии при получении нормального водорода и 95% параводорода в цикле, представленном на рис. 48. (Кривая 1 соответствует всей конверсии в сборнике жидкого Hj, кривая 2 — конверсии на двух уровнях в азотной ванне и в сборнике водорода, кривая 3— соответствует расходу энергии на производство нормального Hj в расчетах принято = 1° С дз = 0 температура предварительного охлаждения 65° К). [c.111]

Поскольку каталитические реакции с участием водорода осуществляются через стадии образования связи между поверхностью катализатора и водородом, естественными оказались поиски корреляций каталитической активности металлов с такой энергетической характеристикой их поверхности, как прочность адсорбционной связи металл — водород [24, 68]. Было показано, что действительно существует зависимость каталитической активности некоторых металлов в реакциях с участием молекулярного водорода от энергии связи Сме-н- На рис. 7 представлены вулканообразные кривые, выражающие такую зависимость для реакции гидрирования этиленовых соединений. Общим для этих кривых является то, что на вершинах кривых находится родий, обладающий оптимальной энергией связи Ме—Н для гидрирования этиленовых соединений. При гидрировании соединений, содержащих иные типы химических связей, оптимальными оказываются катализаторы с другими значениями Сме-н Для гидрирования бензола — платина, ацетона — никель и платина. [c.65]

Во многих случаях, связанных с коренным изменением электронной структуры (реакции с %образованием ионов и изменением валентности вещества, например переход двухвалентного углерода в четырехвалентный, и т. п), энергию и конфигурацию переходного состояния можно вычислить, исходя из энергии связей реагирующих веществ. Если бы не было никакого взаимодействия между реагирующими веществами, то изменение потенциальной энергии для одного из веществ (например, для водорода) изображалось бы кривой 1 (рис. 11), а изменение потенциальной энергии другого вещества (бромистого водорода) — кривой 2. В этом случае энергии актива- [c.68]

В 1935 г. Хориути и Поляни [39], используя графики потенциальной энергии Леннард-Джонса, построили схему, иллюстрирующую линейные соотношения (Я) для разрядки водорода (иона НзО+) на катодах с различной теплотой адсорбции водорода. Эта схема приведена на рис. 8. В связи с отсутствием более полных энергетических диаграмм аналогичные построения используют до сих пор. На рис. 8 кривая / — это потенциальная кривая для связи Н+—НгО в ионе Н3О+, а 2, 3 — потенциальные кривые связи Ме—Н для двух различных металлов. Из рисунка видно, что по мере увеличения энергии связи металла с водородом уменьшается энергия активации разрядки иона водорода. Вместе с тем здесь не удается обосновать обычно отвечающие опытным данным электрохимии и катализа значения [c.53]

В связи с вышесказанным представлялось интересным рассмотреть физико-химическую природу боридных катализаторов более подробно. Нами изучена структура катализаторов и сняты кривые заряжения, из которых рассчитаны величины поверхностей, количества сорбированного водорода и энергии связи водорода с катализатором. Кроме того, мы исследовали адсорбцию метанола и аллилового спирта на указанных катализаторах, чтобы выяснить адсорбционные соотношения на поверхности во время процесса жидкофазного гидрирования. [c.162]

Рис. 17. Кривые потенциальной энергии, отнесенные к расстоянию между двумя атомами водорода. О-энергия диссоциации

При малых энергиях ионы рассеиваются упруго. На рис. 25 представлены сечения рассеяния молекулярных и атомарных ионов водорода на углы >-4° в водороде. При энергиях свыше 10 эв кривая повышается и далее дает полное сечение рассеяния, которое включает перезарядку и пр. Изменение [c.50]

Рис. 125. Кривые энергии двух атомов гия растет (кривая поднимается), водорода. что приводит к отталкиванию.

Вычисление энергии активации принципиально возможно методами квантовой механики. Как выше было показано, на примере атомов водорода ( 235), последняя позволяет построить кривые энергии для реагирующих систем. Действительно, применение квантовой механики не только подтвердило описанную картину активации, но и позволило предвидеть, в каких случаях мы должны ожидать большую или малую величину энергии активации (Лондон, 1929, Поляньи и Эйринг, 1932 и др.). Однако даже в простейших случаях математические трудности не смогли быть преодолены в достаточной мере для получения количественных результатов (см. также 358). [c.446]

Рис. 1.31. Экспериментальная (/) и теоретические (2, 3) кривые энергии молекулы водорода.

Характер заполнения орбиталей атомов К, Са, и 8с показывает, что энергия электронов зависит не только от заряда ядра, но и от взаимодействия между электронами. На рис. 11 показана зависимость энергии атомных орбиталей от порядкового номера элемента (логарифмическая шкала). За единицу энергии электрона принято значение 13,6 эВ (энергия электрона невозбужденного атома водорода). Анализ рис. 11 показывает, что с увеличением порядкового но-мера элемента 2 энергия электронов данного состояния (Ь, 2х, 2р и т. д.) уменьшается. Однако характер этого уменьшения для электронов разных энергетических состояний различен, что выражается в пересечении хода кривых. В частности, поэтому при 2 = 19 и 20 кривые энергии 4х-электрона лежат ниже кривой энергии Зй-электрона, а при 7 = 21 кривая энергии Зй-электрона лежит ниже кривой 4р-электрона. Таким образом, у калия и кальция заполняется 45-орбиталь, а у скандия З -орбиталь, [c.27]

В продолжение исследования растворимости водорода сплавами N1—Си [1], Рё—Си 1, 2] и N1—Рё [3] представлялось интересным изучить свойства тройных сплавов системы Pd— N1—Си. Дисперсные сплавы этой системы с соотношением Ni u=l 1 в области содержания никеля и меди до -35% и сплавы с постоянным содержанием палладия (84 и 80% Рё) были исследованы нами ранее [4] методом кривых заряжения. Оказалось, что влияние никеля и меди на количество растворенного водорода и энергию связи Ме—Н при их совместном введении в палладий меньше, чем введение эквивалентного количества каждого из компонентов в отдельности. Был сделан вывод, что N1 и Си при растворении в Рё затрачивают некото-86 [c.86]

Дипольный момент фтористого водорода не известен но из вычисленных кривых энергии следует, что связь в этой молекуле более чем на половину ионная и мы можем оце- [c.54]

Расчет энергии этих различных состояний в зависимости от расстояния между ядрами дает для молекулы водорода кривые, изображенные на рис. 5. [c.21]

Квантовая теория ковалентной связи. Ковалентная связь возникает за счет образования общей пары из холостых электронов с противоположными спинамр[, принадлежащих в простейшем случае двум атомам. При образовании ковалентной связи выделяется энергия, называемая энергией связи. Возможность возникновения молекулы водорода из двух атомов с параллельными и антипараллельными спинами электронов представлена на рис. 57. В случае параллельных спинов электронов кривая энергии лежит в области отталкивания атомов последние не соединяются. Если в, точках О и Р находятся два атома водорода с антипараллельными спинами электронов и расстояние ОР велико, то взаимодействия между атомами нет. По мере приближения атома из точки Р к точке [c.111]

Рнс. 24. Кривая энергии сиязн при образовании молекулы водорода [c.108]

Рпс. 15.2. Кривая потенциальной. энергии для молекулприого иона водорода. (Кривая, относя[цаяся к разрыхляющей орбитали, обсуждается позднее.) [c.513]

В несложных соединениях типа нитробензола, в которых не имеет большого значения ван-дер-ваальсово взаимодействие кислородных атомов с орото-атомами водорода, потенциальная энергия Е как функция угла поворота ср может быть приближенно выражена кривой, отвечаюш,ей уравнению [c.550]

Второй вопрос, который я хотел бы здесь затронуть, касается многоквантового колебательного возбуждения, когда электронная энергия превращается в колебательную. Общеизвестным примером является взаимодействие возбужденного состояния натрия с молекулой водорода. Кривые на энергетической диаграмме, соответствующие состояниям Na + H2, Ыа + Нг, пересекаются кривой ионного состояния, причем неадиабатический переход происходит в точках квазипересечения. Отсюда следовало бы, что вся энергия возбуждения превращается в колебательную энергию Нг. Но дело в том, что из-за очень сильных взаимодействий термы в действительности не пересекаются и таким образом энергия здесь не превращается в кинетическую. [c.50]

Представляет интерес выяснить тловия, при которых энергия активации гетерогенной реакции будет ниже, чем для той же реакции, протекающей целиком в газовой фазе. Проще всего это сделать при помощи построения кривой потенциальной энергии. На рис. 102 сплошная кривая передает потенциальную энергию как функцию координаты реакции для гомогенной реакции, а пунктирная кривая — энергию для гетерогенной реакции. Как видно из рисунка, разница между гом. и гет. равна разности потенциальных энергий активированного состояния в газовой фазе и на поверхности и, следовательно, равна теплоте адсорбции активированного комплекса. Если реагирующие вещества адсорбированы активированно, то весьма вероятно, что активированный комплекс поверхностной реакщш будет в действительности состоять из атомов или свободных радикалов, которые имеют высокую теплоту адсорбции. При этих условиях "гет. неизбежно будет значительно ниже, чем гом. В этом духе были объяснены низкие энергии активации для гетерогенной реакции между водородом и [c.376]

В новой работе М. А. Ковнера и В. А. Чуенкова [263] для димеров карбоновых кислот вычислены из потенциальных кривых энергии активации от 13 до 25 ккал/моль на одну водородную связь, смотря по выбранным для расчета допущениям. При сравнении с экспериментальными данными для хингидрона надо иметь в виду, что в последнем одновременно переходят два атома водорода в двух водородных связях. [c.276]

Из вышесказанного ясно, каким путем возникает притяжение под действием единственного электрона в случае молекулярного иона водорода. Однако в этом простом случае возможно решить возникающую волновомеханическую задачу с желаемой степенью точности с помощью числовых методов. Для низшего состояния молекулярного иона водорода это проделал Бэрроу. Полученная им кривая потенциальной энергии по форме подобна кривой для молекулы водорода и имеет минимум при расстоянии между ядрами, равном 1,0бЛ, причем этот минимум находится на 2,78 вольта ниже асимптоты кривой. Энергия диссоциации, с учетом нулевой энергии равна 2,64 вольта. [c.142]

На рис. 6 показаны кривые зависимости логарифма сопротивления платинового, палладиевого и никелевого порошков в зависимости от количества снятого водорода. Как видно из рисунка, платина не содержит растворенного водорода, так как сопротивление порошка непрерывно растет при извлечении водорода (кривые 3 и ). Сопротивление порошка палладия долгое время остается постоянным (кривая I) за счет извлечения растворенного водорода, никель занимает промежуточное положение (кривые 5 ц 6). Общее количество снятого водорода, как это видно на примере никеля, зависит от природы растворителя. По кривым сопротивления можно рассчитать общее количество сорбированного катализатором водорода и отдельно количество адсорбированного и растворенного водорода. Соотношение различных форм водорода для палладия и никеля зависит от дисперсности катализатора и природы растворителя. При полном удалении растворителя сопротивление порошка катализатора, насыщенного водородом, остается тем же, что и в присутствии инертного растворителя (гексан, гептан и др.). Это подтверждает высказанное ранее предположение о поверхностной проводимости за счет эстафетного обмена электронами. Метод позволяет сопоставить адсорбцию органических веществ на металлах и степень подвижности электронов на них. Для промотированных катализаторов удается определить влияние природы промотора на общую сорбцию водорода, подвижность водорода на поверхности и энергию связи его с поверхностью катализатора. При определении количества водорода, сорбируемого скелетным никелем в органических растворителях, получаются цифры порядка 30—60 мл На на 1 е, что хорошо согласуется с данными, полученными физическими методами. Окисление поверхности никеля при этом совершенно не происход1 т. Метод измерения электропроводности может стать стандартным методом испытания катализаторов гидрогенизации. [c.466]

При гидрировании карбонильной связи качественно наблюдается та же последовательность изменения удельной каталитической активности с максимумом у никеля, как и при гидрировании двойных связех , но падение активности при переходе к меди значительно меньше. Для реакции синтеза амдшака из азота и водорода (кривая 3, рис. 2), при которой лимитирующим этапом является хемосорбция азота, максимум каталитической активности смещен в сторону меньшего числа й-электронов и лежит у железа [6]. Удельная каталитическая активность никеля в отношении этой реакции на три порядка ниже активности железа. По-видимому, энергия связи азота с поверхностью железа наиболее близка к оптимальному значению для процесса синтеза аммиака на хроме она слишком велика, в результате чего очень медленно протекают последующие этапы гидрирования хемосорбированного азота на никеле же энергия хемосорбции азота слишком мала и сорбция происходит очень медленно. Это предположение согласуется и с данными по кинетике синтеза аммиака на различных металлах. [c.234]

Нри переходе протона с(/с[0>1пия 1 л ра 1. .р. иаш.ого иоиа в состояние атома водорода, адсорбированного металлом аиергия меняется по профилю, изображенному на потенциальной диаграмме (рис. 17.4). Прп движении от минимума лево криной по отрезку кривой АВ, т. е. ири приближении к поверхности. электрода, иотенциальиая энергия будет увеличиваться в результате затраты работы [c.372]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология