химический каталог




Каталитические реакции и охрана окружающей среды

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

будем рассматривать химические и фотохимические превращения химикатов только в гомогенных системах.

Итак, мы приходим к выводу, что все процессы химической, биологической и фотохимической трансформации химикатов сводятся, по сути, к процессам, протекающим в водной фазе, и к набору ограниченного числа химических реакций. Развивая эту мысль дальше, следует сказать, что при изучении химических превращений загрязняющих веществ природную воду можно рассматривать как многокомпонентную гомогенную систему, в которой протекает несколько (ограниченное число) типовых химических реакций, таких, как гидролиз, окисление-восстановление, реакции с участием свободных радикалов, солнечного света и т. д. Мы детально остановимся на каталитических окислительно-восстановительных, радикальных и фотохимических реакциях. Но прежде сделаем несколько замечаний о реакциях гидролиза, которые для некоторых пестицидов, содержащих эфирную группу, протекают довольно быстро, особенно в почвенных водах.

Важную каталитическую роль в процессах гидролиза могут играть присутствующие в растворе органические кислоты и основания. Фактор каталитической активности буфера Б, (i-ro компонента буферного раствора) связан с суммарным каталитическим фактором системы (Г) соотношением:

Г=1+Е[В1]0Б,, (7)

(8)

где [BJ0 — общая концентрация основания С, в растворе ([В,]^ [By ] + [В,Н]). Величины Б были рассчитаны для различных кислот и оснований [424]. Оценена величина этого фактора в условиях, характерных для естественных водоемов; приняли: [СН3СООН1«Ю «М, [NH+]«10-5М, [Si(OH),]« »5-10-4М, [Н2С03]«Ю-3М, [H2S] = 10-5M, [НРО=] = 10-5М. В этих условиях при рН=5, 7 и 9 суммарный фактор каталитической активности буферных компонент составляет, соответственно, 1,012, 1,023 и 1,053. Очевидно, в лабораторных опытах при использовании высоких концентраций буферов, а также в почвенных водах, фактор активности буфера может оказаться довольно большим, что может привести к резкому увеличению скорости гидролиза химиката. Фактически же, в реальных условиях водоемов этим фактором можно пренебречь и рассматривать эффективную константу скорости гидролиза Р как константу скорости кислотно-основного гидролиза:

Kr = Kw + KOH[OH-] + к„ [ Н+].

214

215

Очевидно, величина константы скорости гидролиза определяет скорость химической трансформации химиката в чистой дистиллированной воде. За исключением особых случаев, когда превращениям подвержены эфиры, амиды или соединения типа C = N—CONH2—СООН, процессы гидролиза протекают крайне медленно и характеризуются значениями энергии активации более 80 кДж/моль.

§ 3. Природная вода как многокомпонентная каталитическая окиолительно-восстановительная система

Ограниченные возможности проведения натурных экспериментов по изучению кинетики химических превращений загрязняющих веществ приводят к необходимости экстраполяции данных, получаемых в лабораторных опытах, на условия, реализуемые в природных водах. Вопрос о практической возможности и правомерности такой экстраполяции неоднократно дискутировался [426], в частности по отношению к микробиологическим процессам в почве [427]. Теоретически возможны два подхода к решению этого вопроса.

Первый, назовем его «эмпирическим», заключается в лабораторном изучении химических превращений химиката в конкретных природных водах. Располагая набором брутто-кон-стант скоростей для различных природных вод и применяя уравнения регрессии, можно надеяться выявить функциональные зависимости между скоростями трансформации химиката и измеряемыми параметрами окружающей среды. Недостаток этого подхода заключается в большом количестве параметров, характеризующих состояние природных вод и, соответственно, в необходимости проведения огромного количества экспериментов для каждого пестицида в разных водах. Очевидно, не все из параметров окружающей среды значимы в одинаковой мере, однако «эмпирический» подход не позволяет сделать априорный выбор наиболее значимых параметров. По сути дела при этом подходе природная среда рассматривается как «черный ящик», для которого известны только параметры входа и выхода, но неизвестны механизмы процессов, происходящих внутри «ящика».

Второй подход, назовем его «академическим», опирается на совокупность результатов фундаментальных исследований, кинетики и механизма химических превращений различных веществ в водных растворах. Предполагается, что все многообразие химических превращений, протекающих в природных водах, складывается из весьма ограниченного числа элементарных химических превращений [161]. Это — реакции переноса электрона и протона, комплексообразования, электрофильного и иуклеофильного замещения, расщепления связи, изомеризации и т. д. Механизм любой химической реакции определяется совокупностью таких элементарных химических превращений, в результате которых исходные вещества превращаются в продукты.

Скорость канадой из элементарных стадий описывается законом действующих масс, а константа скорости вполне определенным образом зависит от химической природы ре

страница 88
< 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
учеба бесплатно по холодильному оборудованию в москве
выхлопную трубу на трубогибе
fissler viseo
онлайнкурсы кадровик

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)