химический каталог




Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях

Автор М.Г.Гоникберг

тые за последние годы успехи в создании аппаратуры высокого давления уже в настоящее время обеспечивают возможность проведения исследований при давлениях, превышающих 100 000 атм, и высоких темнературах. Ощутимо приблизилось то время, когда можно будет при помощи высокого давления пытаться изменять строение электронных оболочек атомов ряда элементов и таким образом влиять на их химические свойства.

В связи с этим целесообразно проанализировать возможности и перспективы развития химических исследований при очень высоких давлениях, основываясь- на последних достижениях в этой и смежных областях. Очевидно, что речь будет идти, в первую очередь, об осуществлении таких реакций, которые в принципе ие могут протекать при атмосферном давлении.

В предыдущих главах уже рассматривались некоторые реакции, в которых равновесие чрезвычайно сильно смещено при атмосферном давлении в сторону исходных веществ. Примеры таких реакций весьма многочисленны — к ним отно

сятся, например, рассмотренный на стр. 72 прямой синтез бензойной кислоты из бензола и двуокиси углерода, а также многие химические превращения в твердой фазе, осуществимые при очень высоких давлениях и условии обеспечения удаления образующихся газообразных продуктов из сферы реакции (см. стр. 58). По-видимому, подобные процессы смогут представлять практический интерес лишь в том случае, если продукты этих реакций не удастся синтезировать более простыми методами без применения столь высоких давлений. То же относится и к реакциям, не осуществимым при обычном давлении вследствие кинетических затруднений. Так,например, можно полагать, что некоторые пространственно затрудненные реакции полимеризации ненасыщенных соединений протекают лишь при высоком давлении г.

Рассмотрим теперь реакции, продукты которых термодинамически неустойчивы в обычных условиях. Примеры таких реакций при не очень высоких давлениях известны, например, в химии карбонилов металлов (в частности, образование соединения CoJ2-CO, см. стр. 80). Продукты подобных превращений могут оказаться доступными для исследования при атмосферном давлении лишь при наличии благоприятных кинетических факторов, затрудняющих достижение равновесия, или в том случае, если эти продукты становятся устойчивыми при низких температурах. Классическим примером вещества, которое существует в обычных условиях, но при этом термодинамически неустойчиво, является алмаз. Примером веществ, могущих быть синтезированными при обычных температурах только в условиях высокого давления, но устойчивых при низких температурах, вероятно, могут служить полимеры масляного и некоторых других алифатических альдегидов. Во многих случаях исследователи реакций этого типа, по-видимому, будут вынуждены изучать их продукты только в условиях высокого давления (возможно, в качестве промежуточных продуктов). Теоретический и практический интерес, который представляют реакции рассматриваемого типа, очевиден.

Наконец, следует сказать и о реакциях, в которых сами исходные вещества термодинамически неустойчивы и не могут быть получены в обычных условиях. Наряду с только что рассмотренными химическими превращениями промежуточных неустойчивых продуктов, в круг таких реакций могут входить и химические процессы с участием атомов элементов с элек1 Возможно, что к числу кинетически затрудненных реакций следует отнести и получение Бридяшеном [456] при температуре выше 175° и давлении выше 40 ООО атм не известного ранее черного твердого вещества из сероуглерода. Однако этот вопрос нуждается в дальнейшем исследовании.

тронными оболочками, перестроенными в результате применения высокого давления или, быть может, реакции сильно деформированных молекул, приобретающих реакционную кон-формацию лишь при большом сжатии. Можно полагать, что исследования в этой области приведут к весьма интересным результатам.

Ниже мы более детально остановимся на вопросе о возможности осуществления реакций, в которых продукты или исходные вещества термодинамически устойчивы лишь при высоких давлениях.

Синтез алмаза и боразона

В настоящее время можно считать наиболее вероятным, что до 1953 г. ни одна из многочисленных попыток получения искусственных алмазов не привела к положительным результатам. Обзор этих попыток по 1947 г. приведен в дополнениях к книге Бриджмена [89] и по 1953 г.— в статье Нейгауза [457]. Не останавливаясь поэтому на всей истории развития работ по проблеме синтеза алмаза, отметим лишь, что это исследование проводилось по трем следующим основным направлениям: кристаллизация углерода, растворенного в металлических или силикатных расплавах, при высоких давлениях; осуществление химических реакций, протекающих с образованием углерода, в условиях высокого давления; наконец, попытки полиморфного превращения графита в алмаз.

Причиной неудач подавляющего большинства исследований, упомянутых в цитированных обзорах, являлось проведение опытов по любому из этих направлений в условиях термодинамической устойчивости графита, а не алмаза. В связи с этим следует отметить,

страница 82
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

Скачать книгу "Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях" (3.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
мебель боккаччо комод сайт
дом кинотеатры под ключ
крепление для балконного ящика
реле защиты set 10

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.07.2017)