Атомарный водород реакции с кислородом

Реакция с кислородом з. Соединение водорода и кислорода с образованием воды является гораздо более сложной цепной реакцией, чем реакция между водородом и хлором, так как в зависимости от условий температуры и давления соединение водорода с кислородом идет различными путями. При введении атомарного водорода в кислород образуется и перекись водорода и вода можно обнаружить также присутствие свободного радикала гидроксила - ОН по его характерным спектральным линиям Работая при температурах жидкого воздуха, Гейб и Гартек показали, что при понижении температуры процентный выход перекиси водорода растет и при очень низких температурах он может приблизиться к 100%. Поэтому они предположили, [c.100]

Имеется ряд процессов, где в присутствии катализатора происходит диссоциация молекул воды с образованием атомарных водорода и кислорода. В результате атомы водорода присоединяются к молекулам сырья, что существенно изменяет направление протекающих реакций в сторону получения более насыщенных водородом компонентов. [c.181]

Исследование взаимодействия атомарного водорода с кислородом при низких температурах (—180 —196 С) с образованием в конечном итоге перекиси водорода и воды было начато в конце 20-х годов [1, 2]. В дальнейшем было установлено, что эти же веш,ества образуются при низкотемпературной конденсации диссоциированных паров воды 13] или диссоциированных паров перекиси водорода [4], а также при взаимодействии атомарного водорода с пленкой жидкого озона [5] или с озоном в газовой фазе при низкой температуре [6]. Таким образом, к настоящему времени изучен целый ряд низкотемпературных процессов, приводящих к образованию перекиси водорода и воды и имеющих, по-видимому, сходный механизм. Для этого механизма в свое время было предложено несколько различных схем. Для всех схем предполагалось, что перекись водорода образуется на холодных стенках приемной ловушки, т. е. по гетерогенному механизму, в то время как образование воды происходит в объеме, т. е. в результате гомогенных реакций. Однако конкретный механизм процесса различными авторами трактовался по-разному. [c.41]

Между взаимодействием атомарного водорода с кислородом, приводящим к образованию перекиси водорода, и образованием озона из диссоциированного кислорода при низкой температуре имеется много общего. Оба процесса носят гетерогенный характер и идут только при температуре ниже — 80° С, причем понижение температуры способствует протеканию этих реакций. Онисанное сходство между достаточно различными по своей природе реакциями можно рассматривать как подтверждение того, что компонент, предварительная адсорбция которого на холодной стенке необходима, в обоих процессах один и тот же, т. е. молекулярный кислород. [c.43]

Атомарный и молекулярный водород. Давно известно, что реакционная способность водорода резко повышается, если использовать его в момент выделения. В этом случае химически реагируют не молекулы, а атомы водорода. Атомарный водород уже при комнатной температуре восстанавливает перманганат калия, реагирует с кислородом, многими металлами и неметаллами. Атомарный водород можно получить не только термической диссоциацией молекулярного или при химических реакциях, но также действием тихого электрического разряда или ультрафиолетового излучения на обычный водород. Атомарный водород может сохраняться неограниченное время в условиях малой вероятности столкновений атомов со стенками сосуда, в отсутствие примесей. При столкновении двух атомов водорода возникают неустойчивые частицы, имеющие избыточную энергию, выделившуюся при образовании химической связи. Эти неустойчивые частицы мгновенно распадаются вновь с образованием атомов водорода. Молекулы водорода образуются из атомов при так называемых тройных соударениях, когда третья частица уносит с собой избыток энергии. Роль такой третьей частицы могут играть молекулы водорода, примеси и стенки сосуда. Практически промежуток времени, в течение которого половинное число атомов соединяется в молекулы, равен >/з с. При образовании молекул водорода из атомов (рекомбинация) выделяется столько энергии, сколько поглощается при диссоциации, т.е. 436 кДж/моль. [c.294]

В работе [127] также наблюдалось свечение в реакции атомарного водорода с кислородом Н -Ь Oj. Получен спектр с полосами 6853, 7149, 7562 и 8103 А (i 10 А), предположительно связанный со свечением возбужденных радикалов HO2. [c.30]

При таком механизме передачи энергии реакция приводит к образованию одной нли нескольких новых активных частиц — возбужденных молекул, свободных радикалов или атомов. Таковы, например, атомарный водород, кислород, хлор, радикалы гидроксил НО-, нитроксил HNO-, метил -СНз и др. Все эти вещества, являясь химически ненасыщенными, отличаются ВЫСОКО реакционной способностью и могут реагировать с компонентами смеси, образуя в свою очередь свободные радикалы и атомы. Химически активные группы являются активными центрами цепной реакции. Так возникают более или менее длинная цепь реакций, в которой энергия избирательно передается от одной активной частицы к другой. [c.127]

Результаты расчета показывают, что даже при принятом равенстве видимой и истинной поверхности электрода, а также без учета доли реакции ионизации атомарного водорода количество кислорода, адсорбирующегося за время 5-10 оказывается не- [c.23]

Ответ. Температура в сопле ракеты очень высока. В этих условиях реакции не могут происходить так полно, как в калориметрической бомбе при комнатной температуре. Например, водород и кислород не могут давать 100%-ного выхода воды, но зато они дают ощутимый выход атомарных водорода и кислорода. Последние уносятся из сопла, не прореагировав по своей обычной реакции с выделением тепла. Таким образом, в ракетном двигателе выделяется меньшая энергия (и, значит, достигается более низкая температура), чем можно было предполагать. С ростом температуры реакции образования связей становятся все более и более редкими, а реакции разрыва связей все более частыми. [c.148]

В настоящее время еще отсутствуют прямые опытные доказательства наличия в зоне реакции радикалов НО2. Вопрос усложняется еще тем, что и другие исследования, посвященные этому промежуточному продукту, например синтез его из атомарного водорода и кислорода и масс-спектрографическое исследование промежуточных продуктов горения углеводородов, не привели к однозначному доказательству его существования ( ). Анализ ряда косвенных кинетических данных (реакция окисления иодистого водорода, отравление кислородом реакции хлора с водородом и т. д.) приводит к выводу о справедливости предположения о существовании этого радикала. Наибольшее количество доказательств можно почерпнуть из самого процесса окисле- [c.22]

Взаимодействие водорода и других восстановителей с отдельными видами твердых топлив протекает с различной интенсивностью в зависимости от реакционной способности органической массы углей. Большое значение имеет также форма, в которой водород взаимодействует с твердым топливом, и условия проведения гидрогенизации. В отличие от молекулярного кислорода, действие которого было рассмотрено, молекулярный водород при нормальных условиях практически не реагирует ни с одним видом твердого топлива, хотя и сорбируется им. Отсутствие взаимодействия в этом случае объясняется значительно большей энергией диссоциации Нг (432,4 кДж/моль) по сравнению с энергией диссоциации Ог (146,2 кДж/моль). Атомарный водород обладает высокой химической активностью в момент его выделения при различных реакциях. [c.175]

На первой стадии реакции натрий отдает электрон наиболее электроотрицательному элеме. ту — атому кислорода, генерируя атомарный водород, а образовавшийся радикал Н- может атаковать как атом С-1, так и атом С-2 диена, вызывая гомолиз я-связи [c.67]

При обычных условиях азот представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха. Молекула азота состоит из двух атомов, соединенных между собой тройной связью. Энергия диссоциации азота очень велика— 225,1 ккал/моль (941,8 кДж/моль). В соответствии с этим термическая диссоциация N2 становится заметной лишь при очень высокой температуре. Так, при 3000 К и нормальном давлении диссоциирует на атомы 0,1% N2. Этим объясняется химическая инертность азота при обычных условиях. В атомарном же состоянии азот очень активен и энергично вступает в реакции с водородом, металлами, кислородом и другими элементами. [c.130]

На коррозионную активность почвы влияет наличие бактерий. В чем же состоит ускоряющее действие, оказываемое микроорганизмами на протекание коррозионных процессов В анаэробных условиях процесс коррозии заторможен из-за отсутствия катодных деполяризаторов. Незначительные количества атомарного водорода, образующегося в нейтральных грунтах на катодных участках поверхности труб, ни тем более связанный в сульфатах кислород не оказывают заметного влияния на скорость катодных процессов. При наличии в почве сульфатвосстанавливающих бактерий, рост которых связан с реакцией восстановления ионов серы водородом, в результате биологического процесса образуется свободный кислород, используемый микроорганизмами для дыхания и участвующий в катодной реакции в качестве деполяризатора. Образующиеся при этом ионы восстановленной серы 8 вызывают снижение pH среды, что благоприятствует протеканию катодного процесса с водородной деполяризацией, а выпадение в осадок нерастворимого сернистого железа активизирует процесс анодного растворения трубной стали. Поскольку этот процесс происходит без торможения, он может продолжаться непрерывно. При величине pH > 9 сульфат-восстанавливающие бактерии погибают, поэтому эффективным методом борьбы с ними является защелачивание среды. [c.16]

Повидимому, первичными возбудителями цепи могут быть (взамен атомарного водорода) и гидроксил и атомарный кислород, например, по первичным элементарным реакциям [Л. 26,41 ] [c.59]

Горение окиси углерода. Механизм реакции окисления окиси углерода имеет характер разветвленной цепной реакции, подобной реакции окисления водорода, однако принадлежит к так называемым сложным цепным реакциям, осложняемым параллельно протекающими сопутствующими реакциями. Опытами установлено, что сухая смесь СО с кислородом или воздухом, лишенная влаги и атомарного водорода, не реагирует до температуры 700°, выше которой возникает медленная гетерогенная реакция. [c.60]

Гидропероксидный радикал НОО образуется при быстром взаимодействии молекулярного кислорода с атомарным водородом, появляющимся, например, в результате реакции (5.29) или при фотолитическом разложении некоторых органических соединений (5.4 и 5.5) [c.161]

В качестве примера интересно отметить, что общий механизм даже модельной термической реакции взаимодействия водорода с кислородом оказался весьма сложным, так как связан с образованием и исчезновением частиц -Н,-0,-ОН, HOj и в разнообразных последовательных и параллельных реакциях. Доля каждой из этих реакций з общем процессе определяется температурой, давлением, соотношением количеств водорода и кислорода, конфигурацией реактора и физико-химической природой его материала и т. д. До сих пор способ инициирования термической реакции взаимодействия кислорода с водородом продолжает оставаться предметом обсуждения. Существуют мнения, что инициатором является атомарный водород , образовавшийся в небольших количествах при столкновении молекул, а также, что инициирование обусловлено разложением перекиси водорода . [c.268]

Связь кислорода с поверхностью переходных металлов, как и с поверхностью окислов, в основном, ковалентна [248]. Однако более высокая (на 4—7 порядков) скорость окисления водорода на металлах [42], обусловлена не ковалентностью связи Ме—О, а способностью переходных металлов с большей скоростью и при низких температурах диссоциативно адсорбировать водород ]251]. Доказательством диссоциации водорода в процессе его каталитического окисления на платине является обнаружение атомарного водорода в ходе реакции [277]. [c.244]

В последнее время Семенов высказывает предположение о том, что необычайно большая зависимость реакции воспламенения от природы и состояния стенок сосудов объясняется различной способностью их обрывать цепи, рекомбинировать диффундирующие к их поверхности атомы и радикалы — звенья этих цепей. Экспериментальным обоснованием правильности такой точки зрения были работы, посвященные рекомбинации атомарного водорода, кислорода, радикалов и т. п. [c.321]

Значительно более отдаленной перспективой является возможность применения свободных радикалов в качестве источника энергии для ракетных двигателей. Свободные радикалы (нестабильные химические атомы), вступая в реакцию, выделяют огромное количество энергии, превышающее в несколько раз энергию существующих химических топлив. Это позволяет их рассматривать как перспективное горючее с удельным импульсом до 15 ООО н1кг-сек. Примером свободных радикалов являются атомарный водород, азот, кислород. Из-за высокой активности свободные радикалы могут существовать при обычных температурах очень короткое время. Только в замороженном состоянии при температуре жидкого гелия удается получать концентрацию свободных радикалов до 10% (N3 и Оз). Разработка методов накопления высоких концентраций свободных радикалов позволит преодолеть эти трудности. Таким образом, перспективные типы ракетных двигателей также предусматривают широкое использование криогенной техники. [c.264]

Как было ранее сказано, при нормальном распространении пламени фронт пламени (зона горения) имеет малую толщину и делит массу газа на две части впереди него находится слабонагретая горючая смесь, позади — сильно нагретые продукты сгорания. Из-за этого в пламени происходят энергичные процессы диффузии. Поэтому передача тепла от фронта пламени прилежащим слоям смеси совершается не только за счет молекулярной теплопроводности, но и за счет диффузии продуктов сгорания в исходную смесь, которая сопровождается одновременным отводом некоторой части этой смеси в зону горения. Диффузия продуктов сгорания вызывает такой же нагрев смеси, какой получился бы, если бы это же количество продуктов сгорания образовалось в результате химической реакции. В процессе диффузии из зоны горения в свежую смесь проникают также промежуточные активные продукты атомарный водород и кислород, гидроксильные радикалы ОН и другие нестойкие соединения, получаемые в ходе реакции. [c.128]

Поскольку ион ог эквивалентен + Ог, то в конечном счете, когда в растворе имеется кислород, наблюдаются только сольватированные электроны, а в отсутствие кислорода — также и атомарный водород. Кроме того, Хайон, исходя из опытов по влиянию концентрации акцептора на выход молекулярного водорода, считает, что молекулярный водород образуется двумя путями большая часть в результате рекомбинации сольватированных электронов [реакции (8.24)] и около 25% при взаимодействии атомарного водорода [реакция (8.7)] [70]. Эти исследования еще раз подкрепляют то, что как сольватированный электрон, так и атомарный водород являются первичными продуктами радиолиза воды. [c.229]

Гораздо более ярко против основной схемы Габера говорят тщательные опыты, проведенные Гейбом и Гартеком о над окислением атомарного водорода молекулярным кислородом при очень низких температурах. До них Бем и Бонгеффер, действуя атомным водородом на молекулярный кислород и охлаждая продукты реакции в сосуде с жидким воздухом, иолучили продукт, содержавший в среднем 60% перекиси водорода. Принимая во внимание, что атомный водород применялся в избытке (20%), кажется непонятным, почему перекись водорода в газовой фазе не была восстановлена в воду. Поэтому Гейб и Гартек предположили, что перекись водорода образовалась путем непосредственного присоединения двух атомов водорода к молекуле кислорода на стенках охлажденного сосуда. Чтобы проверить это предположение, они провели опыты в аппарате, в котором кислород встречался с атомным водородом лишь при температуре ягидкого воздуха. Изменяя количественные отношения реагирующих газов, охлаждая сосуды от — 190 до — 252° (в жидком водороде), они неизменно получали на стенках стекловидный продукт (1—2 г), который содержал водород и кислород в отношении 1 1. Спектр поглощения его ничем не отличался от спектра поглощения обычной Н Оз. Каких-либо спектроскопических указаний на присутствие ОН получено не было. При температурах не выше — 190° содержание Н2О3 в продукте колебалось от 73 до 100%, средняя 22 опытов — 85% НоОо. В трех опытах при —252° они получили продукт реакции, содержавший 98,2 99,5 и 100%Н502. [c.125]

Численные исследования реакции рекомбинации атомарного водорода проводились на основе теории резонансного комплекса [452) и с помощыо траекторных вычислений в фазовом пространстве взаимодействующих атомов [306, 401]. Различные схемы траекторных расчетов использовались при моделировании реакций рекомбинации брома [135, 232, 233], кислорода и водорода [302] в присутствии инертных газов. [c.102]

Относительно реакции горения окиси углерода 2С0 +02 = 2СО2 нужно отметить следующее. Сухие (без водяных паров) СО и О2 реагируют с крайне низкой скоростью. Однако скорость реакции становится значительной при добавке к смеси небольшого количества водяных паров или водорода. Радикал ОН и атомарный водород Н (и кислород О) служат первичными активными центрами. Реакцией продолжения цепи с одновременным получением СО2 является реакция СО + ОН —> СО2 + Н. Реакции разветвления и обрыва цепей те же, что и для горения водорода. [c.103]

Химические свойства. Атомы водорода намного активнее вступают в химические реакции по сравнению с его молекулами, которые требуют предварительных затрат энергии на распаривание электронов, осуществляющих связь. Атомарный водород способен на холоду восстанавливать многие органические вещества и оксиды металлов, соединяться с серой (в НгЗ), азотом (в N113), фосфором (в РНз) и кислородом (в Н2О2). Водород в атомарном состоянии в лаборатории можно иметь в момент его выделения при действии цинка на кислоту. [c.212]

Повышенной реакционной способносаью обладает атомарный водород при комнатной температуре он восстанавливает оксиды металлов, взаимодействует с кислородом, серой и фосфором. Горелка, работающая на атомарном водороде, создает температуру выше 4(Ю0 С. Высокая температура обусловлена протеканием экзотермической реакции [c.163]

Другие исследователи считают, что высокая коррозионная активность СВБ связана с интенсификацией катодного процесса, обусловленного потреблением атомарного водорода по важнейшей для микроорганизмов реакции 50 4+ + 8Н->-52"-1-4Н20. Сульфид ионы, образующиеся по этой реакции, могут ускорять развитие коррозии, однако в деаэрируемых нейтральных растворах в присутствии СВБ этого не происходит (Уб = 0,12 мкм/год). Скорость коррозии существенно возрастает в присутствии элементарной серы [47]. Предположитель-ио, последняя выполняет роль, аналогичную растворенному кислороду в аэрируемых электролитах. Течение процесса зависит от скорости диффузии элементарной серы к поверхности металла, т. е. от интенсивности перемешивания раствора. При отсутствии последнего сера распределяется неравномерно, и наступает локальная коррозия (рис. 12). [c.27]

Назовите молекулярность реакций фотолитического распада N0 , образования N0, при взаимодействии N0 с 1 идропероксидным радикалом, образования гидропероксидного радикала при взаимодействии атомарного водорода и 0 образования озона в реакции молекулярного и атомарного кислорода. Напишите кинетические уравнения и укажите, в каких единицах выражают константы скоростей этих реакций. [c.195]

Если же атомарный кислород, полученный в тлеющем разряде, вводить при комнатной температуре и давлении 0,1 МПа в поток водорода, то образуется небольшое количество Н2О. Тем не менее при 90 К реакция не происходит. Наоборот, если в поток кислорода добавить атомарный водород, то даже при температурах ниже 193 К наряду с Н2О можно обнаружить Н2О2. Считается маловероятным, чтобы реакция с образованием Н2О2 протекала гомогенно, более вероятным является протекание реакции у стенок. [c.18]

В последние годы в основном в связи с разработкой топливного элемшта значительное внимание уделялось проблеме адсорбции на твердых электродах, таких, как платина и другие благородные металлы. Вопросы, возникающие при рассмотрении твердых электродов, значительно отличаются от аналогичных вопросов в случае ртути. Например, для твердых электродов нельзя пользоваться классическим термодинамическим методом вычисления поверхностного избытка вещества, поскольку здесь трудно измерить поверхностное натяжение и потенциал нулевого заряда В этих системах адсорбцию изучают методами, упоминавшимися в разд. III, Г,2, с применением разнообразной кулонометрической техники. Адсорбция атомарного водорода вблизи обратимого водородного потенциала, а также образование окиси платины (или адсорбция кислорода) при более положительных потенциалах еще более осложняет работу на платиновом электроде. Обратимость реакции выделения водорода на платине ограничивает область идеальной поляризуемости в кислых растворах приблизительно в пределах от 0,3 до 0,8 В (относительно обратимого водородного электрода). Потенциал нулевого заряда ртути относительно стандартного водородного электрода в водных растворах в отсутствие спеди-фической адсорбции составляет около -0,2 В. Поэтому адсорбцию на платине изучают в области потенциалов, не совпадайщей с рабочей областью на ртути (с анодной стороны). Далее, адсорбция на платине [c.135]

Этот металл можно возогнать в токе водорода на воздухе он окисляется с поверхности, образуя смесь ТЬО и Т1аОз. При 140° С таллий окисляется кислородом до TUO, при более высоких температурах образуется ТЬОз. Молекулярный водород непосредственно не вз. зимо-действует с таллием, однако может им абсорбироваться в результате реакции атомарного водорода с таллием образуется нестойкий гидрид. При обычных температурах таллий реагирует с галогенами, при нагревании — с халькогенами с молекулярным азотом он не взаимодействует. [c.289]

Этот исключительно важный вывод, следующий из теории цепных разветвленных реакций и конкретного механизма горения с учетом принятых выше значений констант скорости элементарных реакций, был проверен и подтвержден на опыте [28]. Для этого авторы воспользовались методом термоэлектрического зонда, регистрирующего разность температур между двумя термопарами, помещенными рядом в разреженное пламя водорода с кислородом. Предварительно термопары были помещены в тонкостенные капиллярные чехлы из кварца. Для усиления рекомбинации конец одного чехла был покрыт слоем гпО СгаОз — веществом, на котором атомы водорода погибают с вероятностью, близкой единице поверхность чехла другой термопары была обработана азотной кислотой для уменьшения рекомбинации активных частиц. Зарегистрировав разность температур (которая в некоторых условиях составляла более 300° С) и сделав соответствующие расчеты с учетом теплоты рекомбинации атомарного водорода, авторы прит шли к выводу, что в зоне разреженного пламени накапливаются огромные количества атомарного водорода, во много раз нревышаю- [c.179]

Так, в период между 1960—1964 гг. были непосредственно идентифицированы почти все активные центры, принятые в качестве носителей цепного окисления водорода,—атомы Н, О и радикалы ОН. Существование радикалов НОа и их образование в реакциях Н + О2+М было доказано в масс-спектрометрических исследованиях Фонера и Гудсона [37] при взаимодействии атомарного водорода, полученного в электроразряде, с молекулярным кислородом. Имеется ряд работ по идентификации НО2 в твердой фазе на холодных поверхностях (нанример, [38,39]). Для окончательного установления рассматриваемого механизма реакции горения водорода, очевидно, необходимо непосредственно обнаружить НО2 в зоне реакции. Однако до сих пор НОгВ пламени Н, с О2 не обнаружено. [c.182]