химический каталог




Каталитические реакции и охрана окружающей среды

Автор А.Я.Сычев С.O.Травин Г.Г.Дука Ю.И.Скурлатов

ИЗУЧЕНИЮ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

§ 1. Колнчветвенная кинетика как метод исследования элементарных механизмов хниичеоких реакций

Как указывалось, идеальными окислителями с точки зрения охраны окружающей среды являются 02 и Н202. Однако возможность управления процессами окисления с участием кислорода и перекиси водорода ограничивается недостатком информации о детальных механизмах этих реакций, а именно: о природе и реакционной способности активных промежуточных частиц, вторичных реакциях с участием субстратных радикалов, о величинах констант скорости и энергии активации отдельных элементарных стадий.

Задача использования кислорода и перекиси водорода в качестве технологических окислителей является по своей сути кинетической. Причем интерес к кинетике и механизмам таких процессов двоякий. С одной стороны, интересуют высокоселективные процессы направленного окисления с целью замены существующих технологических стадий на «экологически чистые» — с использованием кислорода и Нг02. При этом желательно моделирование процессов ферментативного окисления. С другой стороны, необходимо изучение неселективных процессов глубокого окисления с целью применения их для очистки сточных вод от органических примесей. В этом случае не стоит задача повышения селективности или увеличения выхода. Реакция ведется «до упора» — пока система не займет термодинамически наивыгоднейшего состояния.

При этом существенны два момента: во-первых, необходима информация о масштабе времени, т. е. о кинетике реакции, поскольку достаточно снизить уровень загрязнения сбросовых вод до порога допустимой концентрации, а не вести реакцию до конца; во-вторых, желательно знание механизма процесса, поскольку в этом случае открывается возможность стимулирования реакции за счет направленного подбора оптимальных условий, сокращения времени пребывания загрязненных вод в очистных Сооружениях, и, соответственно, удешевления процесса очистки.

Все эти вопросы находятся в компетенции химической кинетики и могут быть решены Кинетическими методами. Однако ввиду необозримого многообразия конкретных практических задач применять индуктивный метод исследования определенных систем с последующей систематизацией наблюдавшихся

4 А. Я. Сычев

49

результатов было бы занятием очень трудоемким, а может быть, и невозможным. К счастью, эти трудности удается в значительной мере преодолеть. Поставив «телегу впереди лошади», можно с общетеоретических позиций рассмотреть процессы, приводящие к активации субстрата и окислителя, а затем проанализировать влияние различных факторов на реализацию того или иного механизма. Разумеется, такой подход не только не исключает эксперимента, но и не мыслим без него. Однако направленность экспериментальных исследований несколько разнится по сравнению с общепринятой.

В экспериментальном плане нас в первую очередь будет интересовать (во всяком случае, на начальной стадии рассмотрения) не кинетическое выражение для скорости и даже не наблюдаемая константа скорости или измеряемая энергия активации, а детальный механизм процесса. Другими словами, в первую очередь нас будет интересовать проблема элементарного акта, а не брутто-кинетики. Под словами «элементарный механизм» мы будем понимать исследование подробностей протекания реакции до такой степени, когда становится возможной (хотя бы в принципе) априорная оценка констант скорости отдельных стадий сложной схемы реакций.

Современная химическая кинетика созрела для возможности априорной оценки констант скорости многих типов химических реакций. В пользу этой точки зрения свидетельствует то, что опытный кинетик иногда в течение короткого времени может предсказать константу скорости элементарного акта с точностью до порядка. В настоящее время разрабатываются полуэмпирические методы предсказания механизма и скорости окислительно-восстановительных (в дальнейшем о.-в.) реакций [124, 125]. В данной монографии, по возможности, будут широко использоваться эти представления. Однако, поскольку об-?цая теория о.-в. процессов в полярных средах в настоящее время не может считаться завершенной, последнее слово — за экспериментом. Общее соображение может скорее подсказать «как не может быть», чем «как есть на самом деле».

При «элементарном» подходе неизбежно возникает чисто практический вопрос: какую же степень углубления в механизм следует считать достаточной? Этот вопрос является весьма дискуссионным. Ведь в пределе можно пытаться расписать и сам адиабатический элементарный акт как последовательность состояний реагирующей системы с различным значением координаты реакций, причем физическим ограничением здесь будет лишь принцип неопределенности: различными будут координаты реакции Aq = H^L, где р — обобщенный импульс си-Р

стемы реагентов, определяемый ее температурой. Может, однако, показаться, что реакция представляет собой не движение системы по координате реакции, а туннельный переход, причем такие реакции не обязательно типичны для низких температур. Та

страница 24
< 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 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114

Скачать книгу "Каталитические реакции и охрана окружающей среды" (1.67Mb)


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

 

 

Реклама
плитка виктория prissmacer
бакси официальный сайт
предпусковые подогреватели
рамка шторки на номера

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
(05.12.2016)