Обратная задача последовательные реакции

Если исследуемая реакция является сложной и протекает как ряд параллельных и последовательных превращений, представляющих собой отдельные стадии всего химического процесса, и, если все параметры, включая порядки реакций, неизвестны, то расшифровка кинетической схемы процессов и определение значений кинетических параметров является сложной задачей. Этой проблеме в настоящее время посвящено много работ [2, 7, 8]. Здесь рассмотрим некоторые наиболее, на наш взгляд, существенные и близкие к предмету книги методы решения указанного типа задач. Последним можна дать наименование обратные задачи химической кинетики , поскольку в них по известному решению, найденному экспериментально, должны быть определены структура и параметры уравнений кинетической модели. [c.427]

Две последовательные односторонние реакции первого порядка (обратная задача) [c.187]

Параллельные и последовательно-параллельные реакции первого и второго порядков (обратная задача) [c.200]

В этом разделе рассмотрены методы решения обратной задачи, т. е. нахождения констант скорости отдельных стадий параллельных (схемы V.48 и V.50) и последовательно-параллельных (схема V.51) реакций. [c.266]

В этом разделе рассматриваются методы решения обратной задачи, т. е. нахождения констант скорости отдельных стадии параллельных (схемы V.24 и V.26) и последовательно-параллельных (схема V.27) реакций. [c.200]

Чаще всего в кинетике сложных реакций при решении обратной задачи имеЮт дело именно с этими двумя типами экспериментальных данных. Однако в некоторых специальных случаях для решения обратной задачи пользуются и другими величинами, характеризующими процесс. Так, при решении обратной задачи для системы Последовательных реакций можно использовать максимальный выход промежуточного соединения (t,,)n,ax и время достижения максимального выхода /max- При решении обратной задачи для параллельных реакций в ряде случаев полезной величиной оказывается предельный выход продуктов реакции (Св)оэ- Примеры использования этих величин приведены в следующих параграфах. [c.237]

Большинство реакций, с которыми приходится иметь дело в лабораторной практике, технологии и окружающей среде, сложные. Механизм сложной реакции обычно представляют в виде схемы элементарных реакций. В процессе изучения каждой реакции в кинетике возникают и решаются две задачи прямая и обратная. Прямая задача заключается в математическом описании закономерностей сложной реакции как многостадийного процесса, описанного кинетической схемой, в которой каждая стадия охарактеризована своей константой скорости и где заданы начальные условия процесса. Обратная задача в узком смысле заключается в том, чтобы в рамках предложенной схемы на основании экспериментальных данных о процессе и характеристик некоторых его стадий оценить константы скорости отдельных стадий процесса. В широком смысле обратная задача может быть сформулирована как реконструкция схемы сложного процесса на основании данных об отдельных его стадиях и знания кинетики процесса в целом. Реальное исследование, наряду с экспериментальным исследованием сложной реакции как единого процесса и составляющих его стадий, включает последовательное решение прямой и обратной задач с промежуточным анализом результатов каждого этапа и сопоставлением теоретических выводов с новыми экспериментальными данными об этом процессе. В настоящей главе будет рассмотрен ряд схем двух- и трехстадийных сложных реакций. [c.46]

Дело в том, что по самой природе реальных процессов горения, для них гораздо важнее не прямая, а обратная задача — вывести из наблюдаемых феноменологических характеристик горения кинетику и механизм химических реакций, приводящих к воспламенению и распространению пламени. Все процессы горения, имеющие реальное значение в природе и технике, основаны на сложных химических реакциях, состоящих из многих последовательных и параллельных стадий с участием нестойких промежуточных продуктов. Пусть нас не смущает сложность точного математического их описания — кинетические эксперименты, проводимые по необходимости в далеких условиях, все равно не могут выявить полный механизм процесса и дать кинетические закономерности, пригодные для экстраполяции к условиям горения. Как часто [c.316]

Как правило, наблюдаемые реакции являются сложными, т. е. состоят из последовательных или параллельно-последовательных отдельных этапов — промежуточных или элементарных (простых) реакций. Последние входят только в уравнения стадий, а не в сте-хиометрические уравнения, описывающие реакцию в целом. Теоретическое рассмотрение стадийного протекания сложных реакций дает ключ как к построению их кинетических уравнений, так и к решению обратной задачи — по соответствию теоретических соображений в отношении кинетических уравнений, полученным экспериментальным данным, установить механизм сложной реакции. [c.50]

Проведенное исследование показывает возможность использования импульсного метода для грубо ориентировочного прогнозирования каталитической активности. Полученные закономерности подбора катализаторов позволяют сделать выводы о механизме реакции, подтверждающиеся данными ИК-спектроскопического исследования. Это, в свою очередь, позволяет надеяться на возможность решения обратной задачи предсказания последовательностей активности катализаторов на основании изучения свойств поверхностных соединений физическими методами. [c.227]

При решении упомянутой задачи могут появиться осложнения, вызванные совместной адсорбцией веществ О и К [см. уравнение (1)] и последовательными стадиями переноса заряда, а также сопряженными химическими реакциями. Влияние совместной адсорбции будет минимальным при малых степенях заполнения, когда справедлива изотерма Генри, но сложность механизма реакции может оказаться камнем преткновения. Подробная математическая обработка поляризационных кривых в случае сложных процессов, возможно, не даст результатов, так как обратный процесс анализа экспериментальных данных редко приводит к однозначному ответу. Однако можно получить информацию относительно механизма, исследуя влияние двойного слоя (см. раздел 3), а также применяя методы, описанные в гл, VIП. [c.319]

В СССР разработана система РАСТР, обладающая более универсальными возможностями по сравнению с названными выше [34, 35]. В этой системе реализуется алгоритм решения обратной спектральной задачи. Работа системы начинается с проведения формального структурно-группового анализа. Затем искомое решение выбирают из всей совокупности возможных решений последовательным наложением ряда ограничений, играющих роль фильтров. При решении задачи используют систему знаний . Ее роль играет набор библиотек, содержащих фрагменты и их характеристические признаки в ИК-, КР-, ЯМР-, масс- и УФ-спектрах, а также геометрические, силовые и электрооптические параметры важнейших функциональных групп и сведения о химических реакциях их обнаружения. Знания собираются на основе литературных данных, опыта теоретической и практической работы специалистов, а затем уточняются в процессе эксплуатации системы. [c.161]

Для определения констант реакции воспламенения решалась обратная кинетическая задача путем решения последовательности прямых задач. Численным критерием подбора параметров являлась ма- [c.155]

Ниже будут рассмотрены уравнения кинетических кривых и решение обратной задачи — иахождепие коистаит скорости отдельных элементарных стадий процесса — для некоторых типов параллельных и последовательно-параллельных реакций. [c.191]

Как видно из предыдущих параграфов, вопрос о маршрутах в сложных химических реакциях и кинетических характеристиках реакций решается на основании экспериментальных данных в виде кинетических кривых скоростей реакций. Часто кинетика многостадийной реакции осложнена автокатализом, автоингибированием и химической индукцией. в таких случаях при решении обратной задачи полезно использовать кинетическую информацию не в виде кинетических кривых, а концентрационными соотношениями. Такие графики позволяют ответить на вопрос о том, как превращаются продукты (параллельно, последовательно и т. д.), каковы порядки реакции и относительные константы скорости. Ниже приводится ряд примеров. [c.59]

Рис. 9. Зависимости от времени температуры и глубины превращения обеих стадии, полученные при решении обратной задачи для двуста-динной последовательной реакции первого порядка. l-F(g) 2-F,(q,)- 3 — FM-i).

На основе ранее сказанного ясно, что на экспериментально доказанной сети последовательности каждая макроскопическая стадия проявляется как простой переход выбранной rpynnij атомов. Например, HROH НО обозначает макроскопическую стадию, в которой группа атомов В переходит из спирта в кетон. Упомянутая программа на ЭВМ — простой матричный алгоритм — легко peniaeT и обратную задачу для данной макроскопической стадии определяет, выбирает из реакций возможного механизма все элементарные реакции которые, осуществляют данную макроскопическую стадию. [c.142]

В целом физико-химический подход малоконструктивен в смысле производства таких зависимостей, которые содержали бы экспериментально наблюдаемые макроскопические величины и позволяли быстро и обоснованно строить математическую модель изучаемого сложного процесса. Это обстоятельство всегда отчетливо понималось макроскопическими кинетиками, наиболее точно охарактеризовал ситуацию Ф. Даниэльс Несмотря на Эйринга и Аррениуса химическая кинетика — это сплошная неразбериха. Но сквозь всю путаницу усложнений просвечивает один мощный луч надежды. Многочисленные последовательные, конкурирующие и обратные реакции сами по себе являются простыми мономолекулярными или бимолекулярными реакциями, которые в принципе подчиняются простым законам. Мы боремся, следовательно, не столько с первичными стадиями, сколько с задачей их взаимной увязки для того, чтобы объяснить наблюдаемые факты и сделать практические предсказания . [c.5]

Не исключено, что после этих слов читатели станут не только более образованными, но и печальными . Чтобы скрасить возникшее уныние приведём слова американского учёного Да-ниельса, которого цитирует Хориути в упомянутой выше статье ... химическая кинетика -- это сплошная неразбериха. Но сквозь путаницу усложнений просвечивгьет один мощный луч надежды. Многочисленные последовательные, конкурирующие и обратные реакции сами по себе являются простыми мономолекулярными или бимолекулярными реакциями, которые в принципе подчиняются простым законам. Мы боремся, следовательно, не столько с первичными стадиями, сколько с задачей их взаимной увязки для того, чтобы объяснить наблюдаемые факты и сделать практические предсказания . [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология