химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

дукция НВг02 невозможна, пока кг [Вт ]> к3 [Вг03 ]. При критической концентрации бромида:

[Вт-] = "Г fBr°r] » 5.10-* [Вг03-],

реакция переключается с (I), (II) на (III), (IV). С возрастанием [НВг02] убывает [Вг~] согласно (II) и проходит через критический уровень. С другой стороны, продуцированный в (IV) Се4+ регенерирует Вг~:

4Се4++ ВгСН (СООН)а+ Н20 + НВгО Д^2Вг_+ 4Се3++ ЗС02 + 6Н+, (VI)

[Вг~] вновь превышает [Вг-]кр и восстанавливается уровень [НВГ02]А.

Математическая модель процесса (ъорегонаторъ) следующая. Обозначим X = [НВгОг], У = [Вг~], Z = 2[Се4+], А =[ВгО~],Р, Q — прочие продукты. Уравнения (I) — (VI) перепишутся в виде

Л+У^Х, X + Y%>P, A + X~^2X + Z, 2XXQ, zXvY.

Здесь v — подходящий стехиометричеекий коэффициент. Константы скорости, оцененные из опыта: кх = 1,34 М-1 с-1, &2=1,6-109 М-1 с-1, fe3,4 = = 8«103 М_2с-1, кь = 4-Ю7 М_1с-1. Значения v и А:б— параметры. Принимаются постоянные А = 0,06 М, [Н+] = 0,8 М. Нелинейные уравнения необратимых, т. е. далеких от равновесия, реакций имеют вид

X = kxAY — k2XY + ft3, ААХ — 2W

У = —kxAY — k%XY -|- vk6Zt (16.1)

i = к3, iAX — кьЪ.

Вводим безразмерные переменные

х==~к~А » у " ~к АУ> г==~П Ж '

АггАгв / кн 4

(16.2)

и? =

Получаем

dx 2\ dy i dz^^s{y — xy + x—qx), =у — xy + vz), —=u?(:r — z). (16.3)

Из приведенных оценок следует, что q = 8,4-Ю-6, s л* 80 и w = 0,1GA:6. Система имеет две временных шкалы — эволюция х определяется большой константой s, а эволюция у и z — малыми константами. Стационарные решения (16.3) имеют вид

Второе уравнение (16.4) эквивалентно получаемому из первого уравнения (16.3)

Я*1 + [ff ~ (1 - v)J xQ - (1 4- v) = 0.

При линеаризации по уже известному правилу (с. 500)

i = х0 + а ехр (Ят), у = у0 + р ехр (Лт), z = zQ + 7 ехр {%%).

Эта система сложнее ранее рассмотренных (модель Лотка — Вольтерра, брюсселятор) — характеристическое уравнение не второго, а третьего порядка:

X3-A2 + Ј>.-fe = 0, (16.5)

6,0

где /, g, h зависят от х0, уо, z0 и от параметров s, w, v, q, причем v и ш варьируются. Автоколебательный процесс, т. е. предельный цикл, возникает, если точка (х0, г/о, 2о) неустойчива. Можно показать, что область таких решений действительно существует, если

На рис. 16.3 показан предельный цикл на so i^q

плоскости lg X, IgY. 05 '

05

ifi

о

I о,о

0,50 < v < 2,41.

Можно управлять режимом колебаний посредством внешних воздействий. Таковыми являются постоянный приток Вг- или воздействие на раствор ультрафиолетовым светом, приводящее к тем же результатам, так как этот свет разлагает БМК с выделением Вг-. Автоколебания синхронизуются при воздействии периодической внешней силы — прямоугольных световых импульсов с частотой повторения, близкой к частоте автоколебаний. Конечно, процесс прекращается, когда вся МК окисляется до СОа (реакция (VI)).

Мы рассмотрели точечную, сосредоточенную систему. Если система распределенная, т. е. наряду с химическими реакциями имеется диффузия (см. § 15.4), то в ней могут возникать волновые процессы, пространственные и временные характеристики которых не зависят от начальных условий,— автоволновые процессы.

Мы уже говорили об автоволнах в возбудимых, активных средах, рассматривая распространение нервного импульса (гл. 11). Среда, в которой происходит реакция Белоусова — Жаботинского, есть активная среда.

Жаботинский и Заикин наблюдали и изучали автоволновые процессы в описанной химической системе. Для того чтобы система была распределенной, необходимо отсутствие конвекции при наличии диффузии. Это осуществляется в тонких трубках (одномерная система) или в тонких слоях (двумерная система). В качестве катализатора применялся не Се3+, а ферроиновый комплекс железа. Возбуждение системы производится прикосновением к поверхности раствора иглой, смоченной раствором AgN03 (Ag+ связывает Вг~) или нагретой проволокой. Возникают волны, бегущие со скоростью около 0,01 см/с. Экспериментально были обнаружены точечные источники автогенерации —

Vac. ША. Педущпо центры

N

М

у.

N

Ж

it

i.

1

N

Рис, 16.6. Химические ревербераторы* Черные кружки —пузырька воздуха

Ш

ВЕДУЩИЕ ЦЕНТРЫ (ВЦ), возникающие в однородной среде в результате локальпых флуктуации концентрации, т. е. особых начальны!: условий. Концентрационные волны распространяются из ВЦ С постоянной скоростью, На рис. 16.4 показаны ВЦ, сфотографированные в указанной системе через каждые 30 с.

Лри разрыве волнового фронта может возникать РЕВЕРБЕРАТОР — спиральная волна. Ревербератор образуется, в частности» при движении волны в диумерной среде вокруг отверстий — спираль является разверткой (зиольиситои) отверстия.

Схема образования ревербератора показана на рис. 16,5. Жа-ботинский и Замкни наблюдали спиральные волны, вызванные

Рис. 16.7. Лишийнтг Parmelia CENTRIFUGE, Рис. 16.8. Спиральные»

ВОЛИН

нарушением однородности системы — локальным понижением кислотности. На рис, 16.6 показана фотография химических ревербер

страница 196
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


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

 

 

Реклама
как вытянуть замятую арку колеса
Xerox 101R00435
аренда туристического автобуса
регулирующий клапан wf53.20-6.3

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
(18.10.2017)