Диссоциация молекул в плазме

ДО 24 000° К и захватывает область первой и второй ступеней ионизации атомов углерода и кислорода. Рис. 33, б показывает, что при повышении температуры сначала молекулы СОг диссоциируют на СО и О2, далее молекулы О2 разлагаются на свободные атомы. При данном давлении уже к 3 000° К в равновесной системе почти не остается молекул СО2 и О2 и она состоит практически, полностью из молекул СО и атомов кислорода. Примерно с 4 000° К начинается разложение молекул СО. Дальнейшее повышение температуры приводит к отделению от атомов углерода, а затем и от атомов кислорода сначала одного электрона, а при более высоких температурах и другого электрона. Образование плазмы в этой системе при указанном давлении начинается примерно с 5000° К. Процессы термической ионизации атомов, как и процессы термической диссоциации молекул, являются обратимыми термодинамическими процессами. Для них могут быть определены соответст-вуюш,ие тепловой эффект процесса и константа равновесия, а также зависимость их от температуры и пр. [c.120]

В результате решения прямой кинетической задачи и проведенного анализа возможных механизмов процесса удалось показать, что диссоциация СО2 в присутствии паров серы происходит не двухстадийно (сначала СО2 разлагается на СО и О2, а далее сера сгорает в кислороде), а взаимосвязанным образом при каждом акте диссоциации СО2 СО-ьО за счет реакций с молекулами и атомами серы образуется не одна, а четыре молекулы СО. Благодаря этому энергозатраты рассматриваемого процесса оказываются ниже энергозатрат на диссоциацию в плазме чистого СО2. [c.153]

Аг+ Ч- 2Аг Аг+ -Ь Аг Аг+ Ч- е Аг -Ь Аг, где Аг — возбужд. атом. В плазме мол. газов происходит диссоциация молекул при электронном ударе, а также при столкновениях с более тяжелыми частицами, в т. ч. находящимися в мета стабильных состояниях при этом молекулы диссоциируют не только из основного, но и из возбужд. состояния возможна также предиссоциация. [c.446]

В плазме смеси кислорода и оксида углерода (IV) происходит диссоциация молекул в результате передачи энергии электронного возбуждения [c.96]

Совокупность выражений (48) — (51) описывает зависимость интенсивности данной спектральной линии соответствующего определяемого элемента при некоторой концентрации всех видов частиц этого элемента в разряде — п от температуры Т плазмы, энергии диссоциации молекул, в виде которых элемент поступает в разряд, концентрации Лг в разряде свободных атомов постороннего элемента, могущего являться партнером определяемого элемента по молекуле, и от концентрации Пе электронов . [c.93]

В последнее время этот путь привлекает все большее внимание исследователей. Однако не следует преувеличивать значение такого формального способа оптимизации. Представляется неоспоримым, что без глубокого изучения важнейших процессов и закономерностей, лежащих в основе эмиссионного спектрального анализа (таких, например, как поступление пробы в источник, вынос частиц из плазмы, диссоциация молекул, ионизация, возбуждение излучения), было бы невозможно наблюдающееся непрерывное совершенствование этого метода. Поэтому дальнейший прогресс спектрального анализа требует обязательного расширения и углубления подобного рода исследований. [c.225]

В пространственном распределении температуры плазмы энергия ионизации окружающего газа играет существенную роль [17]. Атомы газов ионизируются в наиболее горячих частях плазмы и затем, попадая в более холодные зоны, отдают свою энергию в виде энергии рекомбинации. Первый потенциал ионизации азота равен 14,54 эВ, т. е. представляет собой весьма значительную величину. Особенно заметная энергия переносится водородом, который диффундирует с большой скоростью и обладает немалой энергией ионизации (13,6 эВ). Энергия диссоциации молекул газа также играет роль в случае азота она равна 9,76 эВ [26]. [c.255]

Накопление большого количества энергии в веществе может привести к переходу его в плазменное состояние, т. е. вызвать в нем процессы диссоциации молекул и ионизации атомов и молекул (Н° Н+ Н — водородная плазма). Есля в плазменном состоянии вещество не вступало в какие-либо химические процессы, то при отводе накопленной энергии (охлаждение) вещество плазмо-образователя остается без изменений. [c.9]

Благодаря тому, что химический состав пробы практически не влияет на температуру плазмы, а также благодаря полной диссоциации молекул интенсивность спектральных линий определяемых элементов очень мало зависит от общего состава пробы, а зависит лишь от концентрации определяемых элементов. Это позволяет при анализе различных проб применять одни и те же стандартные образцы и градуировочные графики. [c.94]

Даже в плазменном водороде восстановление гексафторида урана идет до тетрафторида. Восстановление до металла будет неполным и при 5000 °С, а при дальнейшем повышении температуры начнется диссоциация молекул гексафторида на атомы, так что водород становится просто теплоносителем и утрачивает роль реагента (т.е. процесс сводится ко второй реакции), и становится практически безразличным, какой газ мы используем в плазме. Наиболее удобны инертные теплоносители, особенно гелий, неон или аргон. Получить поток гексафторида урана в инертном теплоносителе с температурой 6000-7000 °С принципиально и технически возможно, а при таких температурах молекулы гексафторида урана [c.207]

Диссоциация молекул в неравновесной плазме [c.360]

Прямая диссоциация молекул путем электронного возбуждения их ударами электронов существенна лишь в плазме при давлениях ниже 100 Па. [c.360]

Количественный анализ вещества по спектрам поглощения (абсорбции) основан на существовании определенной функциональной зависимости между концентрацией элемента в поглощающем слое и одним из параметров, характеризующих линию поглощения. Следовательно, для выполнения атомно-абсорбционного анализа необходимо прежде всего испарить анализируемую пробу и нагреть образующийся пр этом газ до температуры, при которой происходит полная или хотя бы частичная диссоциация молекул, содержащих определяемые элементы. Собственно, то же необходимо и при проведении эмиссионного спектрохимического анализа только в последнем случае необходимо еще и возбудить спектр свободных атомов, находящихся в плазме. [c.16]

С другой стороны, очевидно, что для возбуждения резонансных линий больщинства элементов температура даже наиболее горячих пламен недостаточна, в то время как степень диссоциации соединений тех же элементов при этой температуре достигает заметной величины. Поэтому использование для анализа спектров абсорбции позволяет существенно расширить круг определяемых с помощью пламен элементов, при условии сохранения высокой точности измерений, что и определило успех метода атомно-абсорбционного анализа. Опыт применения этого метода показал, что во всяком случае до последнего времени спектральные методы анализа, основанные на использовании электрических разрядов, не позволяли достигнуть столь высокой воспроизводимости и правильности определений. Это тесно связано с принципиальным различием механизмов, обусловливающих влияние химического состава плазмы на ее оптические свойства. Так, в электрических разрядах даже незначительное варьирование состава вследствие различия в потенциалах ионизации разных элементов вызывает изме-ние концентрации электронов. Поэтому меняется проводимость плазмы, сила тока разряда и величина энергии, выделяющейся в единице объема плазмы. В свою очередь, это влечет за собой изменение температуры, интенсивности излучения и степени диссоциации молекул, содержащих определяемые элементы. [c.44]

В работе [ "] принимается, что за нарушение равенства отношения интенсивностей отношению концентраций ответственны два фактора 1) различная ширина допплеровского контура линий изотопов водорода, 2) различие энергии диссоциации молекул Нг и Ог. Однако, во-первых, допплеровская ширина линий водорода и дейтерия в относительно холодной плазме низкого давления меньше ширины аппаратурного контура применявшегося прибора. Поэтому интенсивность в максимуме линии не зависит от допплеровской ширины. Во-вторых, отношение числа диссоциированных молекул Нг и Ог в плазме разряда зависит не от малого значения разности энергий диссоциации, поскольку плазма в этих условиях далека от состояния термодинамического равновесия, а от вероятностей процессов диссоциации и рекомбинации в объеме и на стенках трубки. Но рекомбинация идет в основном на поверхности и зависит от состояния последней, а значения эффективных сечений для процессов диссоциации молекул Нг и Ог неизвестны. Поэтому неудивительно, что авторам для получения согласия их вычислений с опытом пришлось принять температуру газа в плазме в 2500° С. Между тем, при низком давлении газа и не слишком больших плотностях тока, которые имели место в условиях работы [ ], температура газа не может сильно отличаться от температуры стенок разрядной трубки т. е. вряд ли превосходит 200—300° С. [c.544]

Плазма представляет собой газообразное вещество, состоящее из молекул и атомов, а также из электронов и ионов, образующихся в результате диссоциации молекул. Благодаря присутствию ионов и электронов плазма становится хорошим проводником тока, тогда как газы не являются такими проводниками. [c.109]

В этом состоянии газ содержит положительно заряженные ионы и электроны и обладает ионно-электронной проводимостью. Появление ионов и электронов в плазме обусловлено диссоциацией молекул при очень высоких температурах, например [c.92]

В настоящее время наибольший промышленный интерес в качестве источников низкотемпературной плазмы представляют электродные плазмотроны постоянного и переменного тока и генераторы плазмы с дугой высокой интенсивности. Температура плазмы должна быть высока для того, чтобы диссоциация молекул исходного вещества была достаточно велика, а новые соединения образовались в заметных количествах при температурах, порог которых определяется термодинамическими и кинетическими факторами. Очевидно, что для технологии плазмохимических процессов квазиравновесного типа существенную, если не решающую, роль играет закалка. [c.412]

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИССОЦИАЦИИ МОЛЕКУЛ В ПЛАЗМЕ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ [c.3]

Диссоциация молекул, являясь простейшей химической реакцией, идущей в газоразрядной плазме, в значительной мере определяет ход последующих превращений. Естественно, что ее исследование необходимо для понимания и более сложных процессов. [c.3]

О СОПОСТАВЛЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИССОЦИАЦИИ МОЛЕКУЛ Б ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЕ [c.9]

ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ДИССОЦИАЦИИ МОЛЕКУЛ В ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЕ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ [c.10]

Концентрация свободных атомов элемента зависит не только от его концентрации в анализируемом растворе, но и от степени диссоциации молекул, в виде которых он вводится в пламя или же образующихся в результате химических реакций, протекающих в плазме. Вследствие этого при атомно-абсорбционном определении элементов, дающих термически устойчивые оксиды, например алюминия, кремния, ниобия, циркония и других, требуются высокотемпературные пламена, например ацетилен — оксид азота (N20). Тем не менее в низкотемпературных пламенах (пламя пропан — воздух) атомизируется большинство металлов, не излучающих в этих условиях вследствие высоких потенциалов возбуждения их резонансных линий медь, свинец, кадмий,, серебро и др. Всего методом атомной абсорбции определяют более 70 различных элементов в веществах различной природы металлах, сплавах, горных породах и рудах, технических материалах, нефтепродуктах, особо чистых веществах и др. Наибольшее применение метод находит при определении примесей и микропримесей, однако его используют и для определения высоких концентраций элементов в различных объектах. К недостаткам атомно-абсорбционной спектрофотометрни следует отнести высокую стоимость приборов, одноэлемеитность и сложность оборудования. [c.49]

В последнее десятилетие проводятся исследования по применению плазмы для химических реакций возникла фактически но- вая отрасль химии — плаэмохимия. Особенно интенсивно исследования ведутся в Институте нефтехимического синтеза АН СССР. Сущность плазмохимического процесса заключается в том, что смесь, например метана и кислорода, поступает в плазменную струю, где температуры достигают нескольких тысяч градусов. В плазменной струе происходит распад (диссоциация) молекул исходного вещества на атомы, простейшие молекулы, ионы, такие, как СНз, СНа, СН, С, Са, Са, СО, О, 0 +, обладающие очень высокой реакционной способностью. Взаимодействуя между собой, они образуют самые различные соединения, папример формальдегид, окись углерода, воду. [c.291]

Исследования разделения водородо-дейтериевых смесей в слабоионизованной плазме были проведены в работах [12, 13]. Специфика эксперимента в молекулярных газах состояла в том, что в процессе разряда вследствие диссоциации молекул часть исходного газа расходуется на образование изотопно- [c.328]

К X. и. примыкают также процессы фотохимии, еслп они протекают иод действием излучения плазмы. Сюда относится по существу и получение озона, где основным процессом является диссоциация молекул кислорода под действием жесткого УФ-излучения реко.мбинацип [c.338]

Наиболее благоприятные для спектрального анализа условия создаются при достаточно большом диаметре трубки (40—50 мм) и достаточно высокой частоте. В этом случае газоразрядный ток протекает вдоль стенок трубки, образуя узкий слой газоразрядной плазмы, прижимающийся к стенкам. В приосевой зоне трубки находится плазма достаточно высокой температуры, но не принимающая участия в газовом разряде. Именно в эту негазоразрядную плазму и вводится аэрозоль анализируемого раствора. Здесь проис.ходит испарение капелек аэрозоля, диссоциация молекул, возбуждение атомов и ионов анализируемого вещества. Очень важно для практических целей, что такое введение пробы почти не отражается на режиме и параметрах газового разряда и температуре плазмы. [c.93]

Попробуем истолковать это уравнение для случая оптических спектров. Возбуждение атомов до конкретного состояния происходит различными путями, но механизм возбуждения можно кратко описать следующим образом. Если температура газа достаточна, чтобы за счет столкновения частиц могли происходить процессы диссоциации молекул и ионизации частиц, то наряду с молекулами и атомами в этом газе будут присутствовать положительные и отрицательные заряды-ионы и электроны. Такой частично ионизированный газ назы-вают плазмой. Концентрация ионов и свободных элек- Чтронов с повышением температуры быстро возрастает., Но чем выше температура плазмы, тем большее число хдтомов будет возбуждено до более высоких энергети- Kt ческих состояний, тем меньше их останется при более >низких. Это говорит о том, что, располагая источника-/ > ми света с разнообразной, регулируемой и стабильной температурой излучателя, можно обеспечить возбужде-Jnne самых различных линий. [c.17]

Лишь сравнительно недавно многочисленные лаборатории начали проводить широкие исследования проблем генерации плазмы и преимуществ плазмохимических процессов, хотя плазма и ранее находила ограниченное применение для проведения в ней химических реакций, таких, как фиксация азота и синтез ацетилена. На рис. HI.1 представлена диаграмма состояний веществ при высоких температурах, на основании которой можно сформулировать несколько важных для высокотемпературной химии положений. При температурах выше 5000 °К (при , атм) нет веществ в жидком и твердом состояниях, а выше 10 ООО °К нет. молекул и могут существовать атомы только некоторых элементов, так как атомы и молекулы большинства веществ при этих температурах ионизированы. Таким образом, термин плазмохимия неудачен, поскольку при плазменных температурах нет молекул веществ. Но мы будем употреблять термин плазмохимия , понимая под ним химию, использующую высокие температуры и высокие энергии плазмы для реакций, проводимых при пониженных по сравнению с плазменными температурах, а также в тех случаях, когда большие скорости теплопередачи, достижимые в плазме, обычно вызывают изменение физических и химических свойств веществ. Графики температурной зависимости энтальпий некоторых одно- и двухатомных газов (для равновесных условий при 1 атм) приведены на рис. П1.2. Для диссоциации двухатомных молекул, происходящей в интервале температур от 4000 до 10 ООО °К, требуется от 90 до 200 ккал моль, в то время как для ионизации, протекающей между 10 000 и 30 000°К, необходимо от 340 до 600 ккал/моль. Максимальные температуры пламен достигают значений -3000 °К, при которых начинается процесс диссоциации молекул в то же время минимальные температуры плазмы < - 10 000°К, так как только при таких температурах достигается степень ионизации, достаточная для протекания тока, необходимого для поддержания плазмы. (Наше обсуждение ограничивается главным образом плазмой при давлениях атмосферном и более высоких, термической плазмой, т. е. плазмой, находящейся в состоянии тер-людинамического равновесия. В плазме другого типа, холодной плазме, происходит значительный нагрев электронов без какого- [c.38]

Для веществ, молекулы которых содержат разные атомы, со- тношения, естественно, усложняются. На рис. 556 представлено содержание частиц различного вида в продуктах термической диссоциации СО2 при разных температурах при давлении р = 10 бар. Содержание их выражено числом молей частиц данного вида, получающихся из одного моля СО2. Расчет доведен в этом случае до 24 000 К и захватывает область первой и второй ступеней ионизации атомов углерода и кислорода. Из рис. 556 видно, что при повышении температуры сначала молекулы СО2 диссоциируют на СО и О2, далее молекулы О2 разлагаются на свободные атомы. При данном давлении уже к 3000 К в равновесной системе почти не остается молекул СО2 и О2 и она состоит практически полностью из молекул СО и атомов кислорода. Примерно с 4000 К начинается разложение молекулы СО. Дальнейшее повышение температуры приводит к отделению от атомов углерода, а затем и от атомов кислорода сначала одного электрона, а при более высоких температурах и другого электрона. ОбразоваАие плазмы в этой системе при указанном давлении начинается примерно с 5000 К. Йроцессы термической ионизации атомов, как и процессы термической диссоциации молекул, являются обратимыми термодинамическими процессами. Для них могут быть определены соответствующие тепловой эффект процесса и константа равновесий, также зависимость их от температуры и пр. [c.165]

Исследование диссоциации молекул в плазме в большинстве случаев сводится к измерению концентраций устойчивых или неустсйчи-вых продуктов распада при горении разряда в проточной системе. Сводка основных, применяемых с этой целью методов, приведена в табл. I [1], [2]. Ниже мы остановимся только на применяемых нами способах изучения диссоциации в замкнутой газоразрядной системе. [c.3]

Наконец, так как диссоциация молекул в разр.чдной плазме пониженного давления определяется в значительной мере ударами электронов, можно использовать таунсендовский коэффициент диссоциации, равный [c.3]

Как было показано выше, результаты исследований диссоциации молекул с известными оговорками можно представлять в виде зависимости ац1Р = Е/Р). Это позволяет сравнивать данные, полученные в достаточно широком диапазоне условий эксперимента. Однако напряженность поля в плазме известна далеко не всегда, а в некоторых случаях (СВЧ — разряд) остается неопределенной и величина плотности тока /, необходимая для расчета Кд. В этих случаях остается возможность представления данных в виде зависимости энергетического выхода атомов 0 - от удельной мощности разряда И7уд вт/см (при РР.= эв [c.9]

Имеется большое число работ, в которых так пли иначе затрагиваются вопросы диссоциации молекул в газоразрядной плазме пониженного давления. Частично они отражены в монографиях 1[1], [2], и мы их здесь рассматривать не будем. К сожалению, вглводы большинства работ носят весьма качественный характер. В лучшем случае приводится степень диссоциации молекул в разряде при совершенно неизвестных параметрах плазмы и условиях горения разряда. Результаты лишь отдельных работ могут быть использованы для количественных сопоставлений. На рис. 4 приведены зависимости выхода атомов Н, К, О от удельной мощности тлеющего или СВЧ разрядов, измеренные нами, а [c.9]