Кинетика и механизм химических реакций



Скачать 31.14 Kb.
Дата07.01.2013
Размер31.14 Kb.
ТипДокументы
КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Определяющая роль скорости и механизма химических реакций в микроскопических закономерностях горения и взрыва общеизвестна. Современное состояние химической кинетики как науки в значительной мере определяет состояние науки о горении и взрыве. В настоящее время фундаментальные основы кинетики газофазных (и в значительной мере жидкофазных) химических реакций сформулированы. Разработан аппарат количественного описания и методы решения соответствующих систем уравнений. Трудно ожидать в этой области открытий, сколько-нибудь сравнимых, например, с открытием цепных разветвленных реакций.

Вместе с тем, эта область остается по-прежнему актуальной. Многообразие сложных химических реакций (многостадийность, наличие различных равновесных стадий, многообразие обратных связей в химических превращениях и т.п.) предопределяет громадное число разнообразных явлений и режимов протекания процессов горения и взрыва, многие из которых практически не изучены. В качестве простого примера значимости такого подхода можно привести известные давние работы А.Г.Мержанова, когда в теории теплового взрыва были проанализированы, вместо простых, автокаталитические процессы, приводящие к появлению чрезвычайно продолжительных периодов индукции (возрастание периодов индукции на много порядков) и возможности возникновения взрыва на глубинах превращения, приближающихся к 100%.

Другая важная задача с точки зрения химической кинетики носит прикладной характер: при исследовании процессов горения конденсированных систем и проведениисоответствующих расчетов необходима достаточно полная количественная информация о кинетике химических реакций. Отсутствие такой информации во многих случаях открывает широкие возможности для различного рода спекуляций.

Практически весь современный теоретический аппарат химической кинетики процессов горения и взрыва построен на предположении о наличии максвелл - больцмановского равновесия. Однако высокие скорости различных процессов при горении и взрыве, высокие градиенты температур, давлений концентраций и др. приводят к тому, что времена превращений становятся сравнимыми с временами установления максвелл – больцмановского равновесия. В этом случае могут радикально изменяться не только значения параметров, но и сам вид управлений. Известны отдельные факты, показывающие, что этим пренебрегать нельзя. (Например, горение гидразина, нитросоединений, открытие химических лазеров на системе фтор-водород, где возбужденные молекулы HF образуются в неравновесных концентрациях). Однако, общей теории протекания реакций горения и взрыва в неравновесных условиях, а во многих случаях даже и подхода к ней не существует. Имеющийся экспериментальный материал разрознен и крайне немногочислен. Здесь можно ожидать самых неожиданных проявлений.


Среди фундаментальных проблем химической кинетики совершенно необходимым для понимания многих явлений и создания теории детонации и ударно-волновых процессов является учет влияния механических напряжений и скорости деформации на скорость и закономерности протекания химических реакций и процессов переноса. Известно, что механические напряжения могут чрезвычайно сильно - на много порядков - изменять константы скорости и мономолекулярных и бимолекулярных реакций. Известны всего несколько работ, в которых показано, что при больших скоростях деформации также могут значительно изменяться скорости элементарных процессов. Совместное рассмотрение химического превращения, массопереноса, полей напряжений и скоростей деформаций (особенно в условиях ударных волн и детонации, для которых характерны рекордно высокие значения градиентов), по-видимому, позволит понять и описать многие явления на ударном фронте, в волнах разгрузки и т.д.

Одним из наименее разработанных разделов в химической кинетике является теория образования новой фазы в результате химических реакций. Современные подходы позволяют, в лучшем случае, описать макроскопическую скорость процесса и, в отдельных случаях, функцию распределения образующихся частиц по размерам. Несмотря на обилие разрозненных экспериментальных фактов, нет общих представлений о механизме и, тем более, количественного кинетического описания процесса образования реальной структуры (аморфное или кристаллическое вещество, различного рода дефектность, многозначность, характер поверхности и т.п.) в ходе химического превращения. Естественно, поскольку нет кинетической основы, в сложных условиях процессов горения и взрыва протекание этих процессов еще менее понятно. Помимо фундаментального значения развитие этой области науки имеет и большое прикладное значение в процессах СВС, синтезе в ударных волнах, производстве технического углерода и, особенно, в синтезе наноматериалов.

Предложено Г.Б. Манелисом

Похожие:

Кинетика и механизм химических реакций iconЭльдар Мамин рф, 19. 08. 1987
Химическая физика, 2010, том 29, №9, с. 20–28 кинетика и механизм химических реакций,катализ. «Влияние атомов хлора в хлорзамещенном...
Кинетика и механизм химических реакций iconПалладийсодержащие аквакомплексные системы в реакциях каталитического окисления неорганических и органических веществ. Кинетика и механизм реакций

Кинетика и механизм химических реакций iconУрок: «Скорость химических реакций»
Цель урока: Определить понятие «скорость химических реакций». Показать влияние таких факторов как природа реагирующих веществ, концентрация,...
Кинетика и механизм химических реакций iconПрактическая работа №5 Признаки химических реакций
Цель работы: совершенствовать умение выполнять химический эксперимент по плану, оформлять его; закрепить знания о признаках химических...
Кинетика и механизм химических реакций iconУрок химии в 8 классе. Тема урока: «Окислительно-восстановительные реакции» Цель
Задачи: повторить классификацию химических реакций, составить лсм «Классификация химических реакций», освоить понятия: окислитель,...
Кинетика и механизм химических реакций iconУрок №20. Реакции экзо- и эндотермические. Тепловой эффект химических реакций
Цели урока. Учащиеся должны знать понятие теплового эффекта, уметь проводить термохимические расчеты, совершенствовать навыки составления...
Кинетика и механизм химических реакций iconК теории ядерных реакций при низких энергиях: физический механизм реакций В. П. Олейник* и Ю. Д. Арепьев
Чернобыле. Использование холодных ядерных реакций способно решить энергетическую проблему, обеспечив человечество дешевыми, практически...
Кинетика и механизм химических реакций iconБилет №8 Классификация химических реакций
Опыт. Проведение реакций, подтверждающих качественный состав выданной соли
Кинетика и механизм химических реакций iconНаписать уравнения химических реакций по схеме, определить тип реакций
При прокаливании 200 гр известняка выделилось 44 л углекислого газа (н у.). Сколько это составит от теоретически возможного?
Кинетика и механизм химических реакций iconОбратимые и необратимые реакции
Цель работы: 1 Изучение особенностей и закономерностей течения химических реакций, как продолжение формирования представлений о различных...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org