Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Методы активации химических процессов



 Другие рефераты
Металлы. Свойства металлов Метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза: свойства растворов и пленок Методы количественного обнаружения в образцах экологически опасных радионуклидов Методы обессоливания нефти и нефтяного

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

                      Химико-технологический факультет



                                   РЕФЕРАТ


             по курсу " Методы активации химических процессов "
                                  на тему:


    ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ИНТЕНСИФИКАЦИИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ



                                      Выполнил: ст. гр. МАГ-V
                                      Нагорный О.В.



                                      Проверила: к.х.н. Глушанкова И.С.



                                 Пермь, 2000
                                  ВВЕДЕНИЕ

      Для  интенсификации  технологических  процессов  применяют   различные
физические  факторы  воздействия,  в   частности   акустические   колебания.
Изучением взаимодействия мощных акустических волн с веществом и  возникающих
при этом химических и физико-химических эффектов занимается звукохимия.
      Изначально  вопросы  такого  рода  относились  к  одному  из  разделов
акустики, однако со временем данный  раздел  настолько  разросся,  что  стал
самостоятельной областью науки,  из  которого  в  свою  очередь,  выделились
молекулярная акустика и квантовая акустика.
      Молекулярная акустика изучает взаимодействие слабых акустических  волн
с веществом, которое обычно не приводит к химическим реакциям в среде.
      Взаимодействие звуковых квантов – фононов – друг с  другом,  с  ядрами
атомов и с электронами является объектом исследования квантовой акустики.
      Акустические колебания с частотой выше 20 кГц условно принято называть
ультразвуковыми,  от  15  Гц  до  20  кГц  –  звуковыми,  а  ниже  15  Гц  –
инфразвуковыми.
      В молекулярной акустике используют гиперзвуковые колебания с  частотой
выше 1 гГц, однако, в звукохимии их не применяют.
      Химическое  действие   акустических   колебаний   отличается   большим
разнообразием. Звуковые и  ультразвуковые  волны  могут  ускорять  некоторые
химические реакции за счет:
      - эмульгирования некоторых жидких компонентов;
      - диспергирования твердых компонентов реакции или катализаторов;
      -  дегазации,  предотвращения  осаждения  или  коагуляции   продуктов
        реакции;
      - интенсивного перемешивания и т.д.
      Но действие ультразвука,  например,  на  катализаторы  нельзя  сводить
только   к   тривиальному   диспергированию.   При   определенных   условиях
обнаруживается повышение активности  катализаторов;  природа  этих  эффектов
пока недостаточно ясна.
      Одной из основных задач звукохимии  является  исследование  химических
реакций, возникающих под действием акустических  колебаний  (звукохимических
реакций), которые в отсутствии акустических  волн  не  идут,  или  идут,  но
медленно. Поэтому главное внимание уделяется звукохимическим реакциям.


                            О РАЗВИТИИ ЗВУКОХИМИИ


      Зарождение  и  развитие   звукохимии   было   подготовлено   обширными
исследованиями по акустике и химической кинетике.
      В  1927  году  Ричардс  и  Лумис  обнаружили,  что  под   воздействием
ультразвука в водном растворе выделяется молекулярный иод.
      Это открытие стало  отправной  точкой  для  экспериментальных  поисков
новых звукохимических реакций.
      В 1933 году Бойте показал, что при действии  ультразвука  на  воду,  в
которой растворен азот, образуются азотистая кислота и аммиак.
      Маргулисом, Сокольской  и  Эльпинером  (1964  год)  были  осуществлены
звукохимические реакции стереоизомеризации малеиновой кислоты и ее эфиров  в
фумаровую, которые идут по цепному механизму.
      К настоящему  времени  опубликовано  много  работ  по  звукохимическим
реакциям. Примеры звукохимических реакций  показаны  в  таблице  1.  В  этой
таблице также  приведены  величины  энергетических  выходов  звукохимических
реакций (число молекул продукта, образовавшихся при затрате 100  эВ  химико-
акустической  энергии.  Из  таблицы  видно,  что  в   случае   окислительно-
восстановительных  реакций   энергетический   выход   составляет   несколько
молекул, а для цепных реакций достигает тысячи молекул.



                                                                   Таблица 1


                           Звукохимические реакции


|Исходные вещества     |Выход реакции, число       |Основные продукты   |
|                      |молекул/100 эВ;            |реакции             |
|                      |присутствующий газ         |                    |
|                                                                        |
|Окислительно-восстановительные реакции                                  |
|Н2O                                                       2.31; О2      |
|Н2О2                                                                    |
|KNO3+H2O                                           0.03; Ar             |
|KNO2                                                                    |
|CH3COOH+H2O                                   0.06; N2                  |
|H2N-CH2-COOH                                                            |
|                                                                        |
|Реакции газов в кавитационной полости                                   |
|N2+H2O                                                1.33              |
|H2O2                                                                    |
|0.3                                      HNO2                           |
|0.1                                      HNO3                           |
|                                                                        |
|                                                                        |
|Цепные реакции                                                          |
|СH-COOH + Br2 + H2O                    2440; Ar                         |
|HC-COOH                                                                 |
|((                                                                      |
|((                                                                      |
|CH-COOH                                                                 |
|HOOCH                                                                   |
|                                                                        |
|Реакции с участием макромолекул                                         |
|Полистирол+стирол+С6H6          Воздух              Продукты            |
|полимеризации                                                           |
|                                                                        |
|Детонация взрывчатых веществ                                            |
|NCl3                                               Воздух               |
|Продукты взрыва                                                         |
|                                                                        |
|Реакции в неводных системах                                             |
|СН3СН + ССl4                                    Ar                      |
|N2, CH4, H2                                                             |
|O2                                     CO, CO2, H2O                     |



                    КЛАССИФИКАЦИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ РЕАКЦИЙ


      Необходимость   классификации   ультразвуковых   колебаний   очевидна.
Известно  два  типа  химического  действия  акустических  колебаний.  Отсюда
выделяют два типа  ультразвуковых  реакций.  К  первому  относятся  реакции,
которые ускоряются в  ультразвуковом  поле,  но  могут  протекать  и  в  его
отсутствие с  меньшей  скоростью.  К  этой  группе  эффектов  можно  отнести
ускорение  гидролиза  диметилсульфата  и   персульфата   калия,   разложение
диазосоединений,    ускорение    эмульсионной    полимеризации,    окисление
альдегидов,  изменение  активности  катализаторов,  например,  катализаторов
Циглера в процессе полимеризации.
      Ко второй группе эффектов относятся реакции, которые  без  воздействия
ультразвуковых  колебаний  не  протекают  совсем.  Реакции  этого   типа   в
зависимости от  механизма  первичных  и  вторичных  элементарных  процессов,
можно разделить на следующие шесть классов:
           1) Окислительно-восстановительные реакции, которые идут в  жидкой
              фазе   между    растворенными    веществами    и    продуктами
              ультразвукового расщепления воды, возникающими в кавитационных
              пузырьках и переходящими в раствор после их схлопывания;
           2) Реакции между растворенными  газами  и  веществами  с  высокой
              упругостью пара внутри кавитационных пузырьков (эти реакции не
              могут осуществляться в растворе  при  воздействии  радикальных
              продуктов расщепления воды);
           3)  Цепные  реакции   в   растворе,   которые   индуцируются   не
              радикальными  продуктами  расщепления,  а  каким  либо  другим
              веществом,  присутствующим  в  системе  и   расщепляющимся   в
              кавитационной полости;
           4) Реакции с участием макромолекул, например, деструкция  молекул
              полимера и инициированная  его  полимеризации,  которые  могут
              идти и при отсутствии кавитации. В  этом  случае  значительную
              роль могут играть высокие  градиенты  скоростей  и  ускорения,
              возникающие под действием ультразвука, микропотоки;
           5)  Инициирование  взрыва  в  жидких   или   твердых   взрывчатых
              веществах.  Для  этих  процессов  весьма  важно  возникновение
              ударных   волн   и   высокиих   температур   при   схлопывании
              кавитационных пузырьков, а также возможных кумулятивных струй;
           6) Звукохимические реакции в  неводных  средах.  Примерами  таких
              реакций могут служить:
      - отщепление тетрахл
123
скачать работу


 Другие рефераты
Влияние парникового эффекта на изменение климата Земли
Корпоративные облигации
Общая характеристика экосистем
Реальные механизмы внушающего воздействия


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ