Контроль термодинамикой

Появление регулируемых систем обратных связей не ограничено термодинамическими запретами . Это есть тот канал, по которому система, независимо от степени ее термодинамической устойчивости, может выйти из-под контроля термодинамики. Это, конечно, не значит, что [c.12]

Если же продукт реакции получается с хорошим выходом, то это означает, что или равновесие сдвинуто в сторону образования данного продукта, или он образуется с заметной скоростью при необратимом процессе. В первом случае действует фактор равновесия, или термодинамический контроль (термодинамика имеет дело с физическими или химическими системами в состоянии равновесия), во втором — фактор скорости, или кинетический контроль. Важно знать, какой вид контроля действует в каждой конкретной реакции, так как увеличение выхода продукта реакции в обоих случаях достигается совершенно различными способами. [c.19]

Основой для оценки технологической концепции процесса, его проведения и контроля служат материальный и энергетический балансы. При составлении баланса учитываются отдельные балансы его единичных элементов. Правильное составление баланса часто требует применения термодинамики, термохимии, химической кинетики, инженерной химии и технической физики. [c.427]

Одной из важнейших задач современной педагогики является разработка новых высокоэффективных методов обучения и контроля знаний учащихся. Настоящее пособие предназначено как для машинной, так и для безмашинной проверки знаний. В книге представлены наряду с традиционными для курсов общей химии темами новые темы, которые только начинают вводиться в курсы общей химии (порядок реакций, элементы химической термодинамики, метод молекулярных орбиталей, теория поля лигандов я др.). [c.254]

Химическая термодинамика помогает понять роль соотношения энергий исходного и конечного состояний реагирующей системы. О степени образования изомеров Л и В в той или иной реакции при отсутствии кинетических данных можно судить по уравнению зависимости свободной энергии от константы равновесия. С другой стороны, кинетическая информация дает сравнительные скорости образования двух изомеров. Следовательно, если реакцию останавливают до достижения равновесия, то соотношение полученных изомеров представляет собой результат кинетического контроля, а изомер, полученный в преобладающем количестве, не обязательно термодинамически наиболее стабилен. В условиях же равновесия основным продуктом реакции будет наиболее термодинамически устойчивый изомер. [c.82]

Основными элементами каждого химико-технологического процесса являются сырье, энергия и аппаратура. Но в настоящее время необходимо изучать и другие важнейшие элементы физико-химические параметры процесса, его термодинамику, кинетику, экономические показатели производства, системы и методы контроля и управления технологическим процессом, новые [c.7]

В промышленности хроматографию применяют для получения высокочистых веществ (редкоземельных элементов, актиноидов и др.). Хроматография широко используется как метод физико-химического исследования. С ее помощью можно изучать термодинамику сорбции, определять молекулярные массы веществ, коэффициенты диффузии, давление паров веществ, удельные поверхности адсорбентов и катализаторов и т. д. Широкое применение хроматография получила в аналитическом контроле различных смесей веществ. Важным преимуществом хроматографии является быстрота и надежность проведения анализа. [c.212]

В книге рассмотрена большая группа новых электродов, широко применяемых в научных исследованиях и для промышленного анализа и контроля. Даны характеристики всех типов ионоселективных электродов и их применение при изучении термодинамики, кинетики, комплексообразования. Обсуждаются прикладные исследования в различных областях медицины и биологии, а также системы промышленного анализа и контроля. [c.407]

Хлорид алюминия и хлороводород, образующийся при этой реакции, в комбинации представляют собой очень сильную кислоту, благодаря чему разрушение а-комплекса и его образование становятся обратимыми. Поэтому алкилирование по Фриделю-Крафтсу может контролироваться как кинетикой, так и термодинамикой. В первом случае реакцию ведут при низкой температуре и короткое время, после чего катализатор разрушают, добавляя в реакционную массу воду. При желательности термодинамического контроля процесс ведут при нагревании до установления равновесия, в котором преобладают более стабильные продукты, для бензола — мета-замещенные, для нафталина — содержащие алкильные группы в положении 2. [c.119]

Электрохимия является разделом физической химии, в котором изучаются закономерности, связанные с взаимным превращением химической энергии в электрическую и наоборот. Электрохимия изучает термодинамику и кинетику электродных процессов и свойства растворов электролитов. Закономерности электрохимии — теоретическая основа для разработки многих технологических процессов получения электролизом хлора, солей и щелочей, получения и очистки цветных и редких металлов, электросинтеза органических соединений, гальванотехники, создания химических источников тока. Электрохимия имеет большое значение для понимания механизма и кинетики электрохимической коррозии и выбора мер борьбы с коррозией металлов в электролитах.В науке и технике широко распространены электрохимические методы исследования и контроля производственных процессов полярография, кондуктометрия, электроанализ, электрохимическое измерение поляризации и др. [c.132]

В некоторых случаях кинетический контроль может привести к соотношению продуктов, близкому (но не одинаковому) к соотношению, предсказываемому термодинамикой. Это бывает в случае поздних переходных состояний, барьер взаимопревращения которых близок к барьеру внутренней конверсии конформеров конечных продуктов. Поскольку разность [c.64]

Следует подчеркнуть, что этот вывод не связан с предположениями о механизме процесса, кинетическом или диффузионном контроле и т. п. Все эти обстоятельства могут, как обычно, внести существенные коррективы в картину, предсказываемую термодинамикой. Эта картина, однако, сохраняется в качестве предельной. [c.47]

Во всех рассмотренных работах по металлированию остается неопределенным, в какой степени состав образующейся смеси солей контролируется термодинамикой и в какой степени осуществляется кинетический контроль. Поэтому сами по себе эти данные не имеют большого значения, однако заключение об относительной стабильности карбанионов, сделанное на основании вышеприведенных данных, качественно согласуется с данными по скоростям изотопного обмена. [c.26]

Еще в 1777 г. Венцель предположил, что скорость реакции пропорциональна сродству. В средине прошлого века Томсен и Бертло предложили гипотезу о равенстве теплового эффекта и сродства чем больше выделяется при реакции тепла, тем больше сродство между реагентами, тем прочнее образовавшееся соединение. Это были идеи уже нового века здесь качественные гипотезы принимают форму, допускающую количественный контроль. Все же это были лишь первые шаги, и они были шагами еще неудачными. Открытие химического равновесия, к которому можно прийти и справа и, слева (см. предыдущую главу), т. е. и экзотермическим и эндотермическим путем, оказалось, как и объяснение эндотермических реакций вообще, немыслимым с точки зрения Бертло и Томсена. Вначале они считались аномалиями природы , однако многочисленные исследования убедили химиков в необходимости принципиального признания обратимости всех химических реакций. Но как это всегда бывает в истории науки, гибель одной гипотезы заключала в себе основание для создания новой. Проблема сродства окончательно была выяснена благодаря привлечению понятия химического равновесия. На этот раз проблема была разрешена окончательно благодаря привлечению принципов науки, возникшей в середине прошлого века, — термодинамики. [c.178]

Уникальные кристаллохимические особенности цеолитов, обуславливающие их сорбционные, каталитические и молекулярно-ситовые свойства, ПОЗВОЛЯЮТ широко использовать цеолиты в различных технологических областях катализе, ИОННОМ обмене, контроле загрязнения окружающей среды, сельском хозяйстве. Природные цеолиты, несмотря на их низкую чистоту по сравнению с синтетическими, широко применяются благодаря своей низкой себестоимости и обширным запасам. В связи с этим определение фундаментальных термохимических характеристик цеолитов, таких как энтальпии дегидратации, образования, теплоемкость, энтропия и энтальпии фазовых превращений, является одной из актуальных задач современной термодинамики минералов. Изучение поведения цеолитов при нагревании также имеет существенное значение, поскольку именно в дегидратированном состоянии они проявляют многие свои полезные свойства. Термическая стабильность цеолитов определяется в значительной степени отношением Si/Al, составом обменных катионов, топологией каркаса. [c.5]

Основным достоинством хроматографии является универсальность метода он пригоден для разделения практически любых веществ. Увеличение толщины слоя адсорбента (высоты хроматографической колонки) позволяет обеспечить высокую степень разделения даже близких по свойствам веществ, ионов. Это значит, что степень разделения можно регулировать. Метод пригоден для работы с макроколичествами и с мнкроколичествами веществ. Хроматографический метод разделения веществ легко поддается автоматизации. Эти достоинства обеспечили широкое прнмепенио хроматографии в производстве и научных исследованиях. В промышленности хроматографию применяют для получения высоко-чистых веществ (редкоземельных элементов, актиноидов и др.). Хроматография широко используется как метод физико-химического исследования. С ее помощью можно изучать термодинамику сорбции, определять молекулярные массы веществ, коэффициенты диффузии, давление паров веществ, удельные поверхности адсорбентов и катализаторов и т. д. Широкое применение хроматография получила в аналитическом контроле различных смесей веществ. Важным преимуществом хроматографии является быстрота и надежность проведения анализа, [c.176]

Как известно, степень заполнения подложки ОН-группами проявляется в той или иной степени гидрофильности поверхностн образца. Химический контроль степени гидроксилирования по-верхности пластин кремния или кварца ввиду ее малой величины весьма затруднителен, поэтому ее определяют по изменению краевого угла смачивания поверхности жидкой водой, Равновесный краевой угол представляет одну из важнейших характеристик смачивания. Величина этого угла может бьт, оценена исходя из известного положения термодинамики о том, что в состоянии равновесия свободная энергия системы минимальна, Энергетическими характеристиками поверхности твердого тела в контакте с жидкостью являются удельная свободная поверхностная энергия н поверхностное натяжение а. Для определения условия равновесия фаз при смачивании рассчитьь вают работу, связанную с изменением площадей контакта. Зависимость равновесного краевого угла 0о от поверхностного натяжения на границе раздела трех фаз твердой подложки, жидкой капли и окружающей их газовой атмосферы, выражается уравнением [c.79]

После того, как началось необратимое свертывание фрагментов графитовых листов (возникновение полирадикалов типа 62-64), образовавшиеся кластеры оказьшаются неплоскими, из-за чего возврат от них к графиту становится невозможным, по крайней мере без разрыва возникших связей С-С. Поэтому для дальнейших реакций этих кластеров остается только один, термодинамически допустимый канал — дальнейшее свертывание и образование замкнутых фуллереновых систем. Иначе говоря, конфликт с термодинамикой, состоящий в том, что для фуллеренов >0 (а для графита Д// = О по определению), разрешается тем, что после испарения графита его фрагменты (полирадикалы) уходят из горячей зоны в газовую фазу и там, будучи предоставлены сами себе, вне воздействия внешнего источника энергии, подвергаются необратимому (кинетический контроль) превращению в фуллерены, которых, разумеется, меньше, чем ЛЯ этой горячей полира-дикатьной плазмы (иначе говоря, в терминах синэргетики фуллерены в этой системе являются аттрактором). Нам представляется, что Крото имел в виду именно нечто подобное, но его подвело стремление к лаконизму, из-за которого формулировка гипотезы оказалась столь мало убедительной и внутренне противоречивой. Так или иначе очевидно, что исчерпывающая трактовка образования фуллеренов при испарении графита требует еще серьезных экспериментальных и теоретических исследований. [c.401]

Состав продуктов реакции может определяться термодинамикой равновесной системы. Если это так, то говорят, что состав продукта регулируется. терл(0(9и ал4ичгск л контролем. В других случаях состав смеси продуктов может определяться скоростями конкурирующих реакций образования возможных продуктов. Это называют кинетическим контролем. [c.150]

Какие научные дисциплины являются пофаничными для химической кинетики Прежде всего синтетическая химия, располагающая офомным фактическим материалом по химическим реакциям, а именно знанием, какие реагенты в каких условиях превращаются в те или иные продукты. Строение вещества дает необходимые сведения о строении частиц, межатомных расстояниях, дипольных моментах и др. Эти данные необходимы для построения предполагаемых механизмов превращения. Химическая термодинамика позволяет рассчитывать термодинамические характеристики химического процесса. У математики и1нетика заимствует математический аппарат, нужный для описания процесса, анализа механизма, построения корреляций. На данные молекулярной физики кинетика опирается, когда анали-з 1руется процесс в зависимости от фазового состояния системы, где протекает реакция. Спектроскопия и хроматофафия вооружают кинетику методами контроля за протеканием процесса. Лазерная спектроскопия служит основой для создания уникальных методов изучения возбужденных состояний молекул и радикалов. [c.17]

Теоретические представления, спектральные характеристики, вопросы стереохимии, кинетики и термодинамики, сведения о важнейших современных методах синтеза и анализа излагаются в тесной связи с обсуждаемым материалом и потому легче усваиваются. Так, например, суть ИК-спектроскопии и масс-спек-трометрии, использование энергетического профиля реакции для суждения о ее механизме описываются уже в разделе об алканах в разделе об алкенах студент знакомится с металлокомплексным катализом (метатезис, гидроформилирование, восстановление, полимеризация), в разделе о диенах-с теорией молекулярных орбиталей, УФ-спектроскопией, кинетическим и термодинамическим контролем реакций и основами теории перициклических реакций, в разделе об алкинах-с представлением о СН-кислот-ности, сопряженных кислотах и основаниях, в разделе об ал-килгалогенидах - с механизмами 5 1- и 5 2-замещения, ролью растворителя и ионных пар в этих реакциях, в разделе о спиртах -с принципом мягких и жестких кислот и оснований, в разделе [c.10]

Теоретические представления, спектральные характеристики, вопросы стереохимии, кинетики и термодинамики, сведения о важнейших современных методах синтеза и анализа излагаются в тесной связи с обсуждаемым материалом и потому легче усваиваются. Так, например, суть ИК-спектроскопии и масс-спек-трометрии, использование энергетического профиля реакции для суждения о ее механизме описываются уже в разделе об алканах в разделе об алкенах студент знакомится с металлокомплексным катализом (метатезис, гидроформилирование, восстановление, полимеризация), в разделе о диенах-с теорией молекулярных орбиталей, УФ-спектроскопией, кинетическим и термодинамическим контролем реакций и основами теории перициклических реакций, в разделе об алкинах-с представлением о СН-кислот-ности, сопряженных кислотах и основаниях, в разделе об ал-килгалогенидах-с механизмами 5 ,1- и Х ,2-замещения, ролью растворителя и ионных пар в этих реакциях, в разделе о спиртах -с принципом мягких и жестких кислот и оснований, в разделе о эфирах и а-оксидах - с использованием краун-эфиров и межфазного катализа в органическом синтезе, и т.д. Отдельная глава, помещенная после рассмотрения альдегидов и кетонов, посвящена методу ЯМР. Она написана доктором химических наук А. С. Шашковым. [c.10]

Наука о процессах и аппаратах химической технологии, а также используемые ею методы непрерывно разйкваются. В последние годы шире стали применяться достижения наук, лежащих в основе всей химической техники термодинамики, физической химии, кинетики химических реакций и математики. При изуче-йни динамики и кинетики отдельных процессов химической технологии повсеместно используется вычисли-, тельная техника. Математические методы нашли широкое применение при расчете, моделировании, контроле и управлении во всех производствах. Большое внймание taлo уделяться эффективности оборудования и экономике промышленного производства в целом. [c.6]

Вся работа по созданию таблиц настоящего тома, включающая общий анализ вопроса, решение ряда теоретических задач, возникающих в термодинамике газов при высоких температурах, разработку методики расчета и расчетных формул, составление (программ для электронной счетной машины и проведение счета па машине, выполнена группой сотрудников лаборатории физики горения и кафедры молекулярной физики физического факультета в составе профессора Е. В. Стуно-чепко — руководитель группы, Е. В. Самуйлова, И. П. Стаханова, А. С. Плешакова, И. Б. Рождественского. Большая часть всех вычислений проведена на быстродействующей электронной счетной машине (БЭСМ) Вычислительного центра АН СССР. Контроль таблиц и подготовка к печати выполнены там же под руководством Л. С. Барк. Некоторые контрольные, промежуточные и вспомогательные расчеты были выполнены на Первой Московской фабрике механизированного счета. [c.3]

Значительную роль в решении, названных вопросов могут сыграть, по-нашему мнению, методы термодинамические, которые, несмотря на свой часто формальный характер, выгодно отличаются от остальных методов изучения растворов строгостью получаемых выводов. Любая из предполагаемых моделей (и тех, что характеризуют микросвойства растворов, и тех, что характеризуют макросвойства их) не должна противоречить термодинамике. Следовательно, выявление термодинамических свойств системы, кроме практического значения, имеет и глубокий смысл как средство объективного контроля предполагаемых представлений о ее природе. Если к этому прибавить возможность предсказания изменений свойств раствора в целом и отдельных компонентов его в зависимости от изменений внешних условий равновесия, то становится особенно очевидной значительность роли термодинамических исследований в сочетании с другими методами, в частности в сочетании с методом создания моделей предполагаемых химизма и структуры растворов. Термодинамические исследования могут объективно проложить дорогу к изучению природы не только разбавленных растворов, но и растворов любых концентраций. [c.4]

Комплексоны, определение жесткости воды 5465—5467 Комплексообразование влияние на величину потенциала систем 779, 781, 782, 784, 787, 792, 793 как кислотно-основное взаимодействие 487 при распределении Fe Ia между водой и эфиром 815 расчет констаоты равновесия 1358, 1359 термодинамика 503, 506 Конденсат метод контроля качества 4388 определение масла и бензина 6593, 7311, 7629 применение катионного накопления для анализа конденсата 5155 [c.366]

Поскольку химическая активность ионов одного вида не может быть определена в рамках строгой термодинамики, то для установления значений pH стандартных растворов существуют две возможности. Первая из них сводится к тому, что раствору, принятому за первичный стандарт, приписывается произвольное значение pH, выбранное из тех или иных соображений практического удобства значения pH других растворов, в том числе и принятых за вторичные стандарты, определяются по отношению к значению pH первичного стандарта. Построенная подобным образом шкала pH могла бы оказаться вполне удовлетворительной для использования в некоторых практических целях, например для контроля и поддержания постоянства pH в производственных процессах. Однако получаемые на такой остве значения pH, лишенные определенного физического смысла, были бы бесполезны для теоретической трактовки свойств растворов электролитов и протекающих в этих растворах процессов. [c.50]

В предыдущих главах учебника были рассмотрены условия равновесия фаз в системах, где по крайней мере одна из фаз находится в твердом состоянии. Однако с практической точки зрения нас обычно интересуют характеристики не только состояний (описываемые термодинамическими соотношениями), но и процессов, связывающих эти состояния. При этом процессы в твердофазных материалах имеют ряд важных отличий от процессов в жидкостях или газах. Эти отличия связаны прежде всего с существенно (на несколько порядков) более низкой скоростью диффузии в твердых телах, что препятствует усреднению концентрации компонентов в системе и, таким образом, приводит к пространственной локализации протекающих процессов. Пространственная локализация в свою очередь приводит к тому, что в наблюдаемую кинетику процессов вносит вклад как удельная скорость процесса (или коэффициент диффузии), так и геометрия реакционной зоны. Такие определяемые геометрическими факторами особенности твердофазных процессов называют топохими-ческими. Кроме того, поскольку обсуждаемые превращения пространственно локализованы, их скорость может определяться как собственно процессами на границе раздела фаз реакционный контроль), так и скоростью подвода к этой границе какого-либо из компонентов или отвода продукта(ов) диффузионный контроль). Эти случаи для простых систем, для которых выполняются модельные предположения, могут быть идентифицированы в эксперименте по виду временной зависимости степени превращения. Еще одна особенность фазовых превращений в твердых телах связана с тем, что образование зародыша новой фазы в твердой матрице вызывает появление в последней упругих напряжений, энергия которых в ряде случаев должна учитываться при рассмотрении термодинамики этих превращений. [c.173]

Сборник для самоконтроля охватывает следующие разделы физической химии Молекулярная спектроскопия , Первый и второй законы термодинамики , Молекулярная статистика , Фазовое равновесие в однокомпонентных и двухкомпонентных системах , Растворы , Химическое равновесие , Электрохимия , Химическая кинетика . Материал сборника может быть использован для составления пособий машинного и безмашин-ного контроля, а такл<е с использованием ЭЦВМ. [c.375]

В экспериментальных исследованиях все еще остаются непреодолец ными трудности контроля и управления процессами свертывания, выделения промежуточных метастабильных продуктов и идентификации их структур. В настоящее время лишь для бычьего панкреатического трипсинового ингибитора (БПТИ) достаточно полно и на высоком экспериментальном уровне изучен процесс свертывания белковой цепи в условиях in vitro. Исследование БПТИ, проведенное Т. Крейтоном [7], относится к самым значительным и глубоким разработкам проблемы ренатурации на фоне аналогичных по направленности экспериментальных исследований других белков. Однако интерпретация опытных данных и здесь носит противоречивый характер и базируется на равновесной термодинамике, в принципе исключающей раскрытие физической сущности ренатурации -явления сугубо неравновесного [25, 26]. Вопрос о движущих силах спонтанного механизма сборки белка даже не обсуждается. Тем не менее благодаря исследованию Крейтона возникла уникальная, качественно новая ситуация, при которой впервые появилась возможность всесторонне проанализировать огромный экспериментальный материал о свертывании белковой цепи БПТИ со строгих теоретических позиций бифуркационной термодинамической модели (см. разд. 2.1), физической теории структурной организации белка (см. разд. 2.2) и результатов априбрного расчета трехмерной структуры БПТИ (см. разд. 16.1 и 16.2). Цель такого совместного рассмотрения конкретных опытных и теоретических данных состоит в получении ответов на следующие вопросы. [c.472]

Это может быть следствием того, что при расчете сложного равновесия не учитывались вторичные реакции диспропорционирования пентенов (2-метилбутен-2 в 2,3-диметилбутен-2-1-бутен-2, пентен-2 в гексен-3-Ьбутен-2 и др.). Учет этих реакций, приводящих к образованию гексенов, сильно затруднил бы расчет равновесия. Гексены частично образуются и в результате конкурирующих реакций олигомеризации этилена, пропилена и бутиленов. На это указывает значительно более высокая (выще на порядок) экспериментальная концентрация гексенов по сравнению с рассчитанной. Образование гексенов (и небольщого количества высших олефинов) в значительной мере определяется кинетикой, а не термодинамикой процесса (кинетический контроль) и не может быть предсказано расчетом термодинамического равновесия. [c.134]

Хотя применепие неравновесной термодинамики к мышечному сокращению не продвинулось так далеко, как в области мембранного транспорта, в последующих разделах мы наметим возможности этого подхода и сравним с результатами, полученными при обычном рассмотрении. Как и в других случаях, неравновесная термодинамика, по-видивому, дает незаменимый метод построения логически самосогласованного описания энергетики системы и позволяет систематизировать множество дотоле разнородных фактов. Кроме того, зависимости между силой и скоростью сокращения мыщцы позволяют рассмотреть важные проблемы регуляции и контроля. Для этого можно использовать линейную неравновесную термодинамику, и результаты независимо от того, насколько опи существенны применительно к мышцам, несомненно, представляют большой интерес с общей точки зрения. [c.267]

Поскольку окислительное фосфорилиров 1ние включает два принципиально различных типа реакций, а именно окислительно-восстановительные превращения и реакции фосфорилирования АДФ, обоснование существования термодинамического контроля дыхания в этой системе требовало рассмотрения организации работы дыхательной цепи с позиций равновесной термодинамики, которые включают три момента 1) определение термодинамических констант участников системы транспорта электронов в дыхательной цепи 2) анализ соотношений величины свободной энергии различных окислительно-восстановительных зтапов и реакций фосфорилирования АДФ 3) установление неравно весных реакций в системе общего равновесия. [c.60]

Регуляция клеточного дыхания есть тонко сбалансированный процесс, хорошо описываемый в терминах равновесной термодинамики. Общие принципы регулирования сохраняются как для изолированных митохондрий, так и для клеточных систем, несмотря на существенные различия между ними в состоянии восстановленности дыхательных переносчиков и значениями фосфатного потенциала. Лимити (ующим звеном процесса является т.ер-минальная стадия взаимодействия цитохром с оксидазы с кислородом, которая ответственна эа кинетический контроль дыхания. Регуляция дыхания в области низких значений рОг осуществляется через изменение редокс-состояния цитохрома с и отношение [АТФ]/[АДФ] [Фн] цитозоля, что и определяет вариабельность кажущейся Ям(0) в клетке, составляющую один из механизмов ее приспособления к условиям кислородной недостаточности. Термин критическое напряжение кислорода является понятием относительным — существует широкий диапазон значений рОг, в пределах которых ткань может изменять свою метаболическую активность, чтобы компенсировать субопти-мальное снабжение кислорода. [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология