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
Моллюски верховьев Волги и озера Селигер
История русского календаря
Аппаратная платформа Макинтош
Влияние исторических событий на советское искусство


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ