Автоколебания и динамический хаос в системе янтарная кислота-оксигенированные комплексы железа (II)

• Автор: Магомедбеков, Нажмудин Хайдарбегович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Щ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРА ТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Окислительновосстановительные процессы с участием янтарной кислоты

1.2. Образование временных и пространственных структур в реакциях окислении некоторых кислородсодержащих субстратов

,0 1.2.1. Окисление аскорбиновой кислоты

1.2.2. Окислительновосстановительные процессы с

участием гидрохинона и образование врученных и пространственных структур

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Методика проведения эксперимента

2.1.1. Реагенты и растворы

2.1.2. Регистрация колебаний
1 2.2. Результаты эксперимента
2.2.1 Влияние концентрации реагента
2.2.2. Влияние концентрации катализатора
2.2.3. Влияние температуры
2.2.4. Влияние
ГЛАВА III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Анализ временных рядов
Ф 3.1.1. Анализ Фурьепреобразования временного ряда
3.1.2. Анализ временного ряда на основе фликкершумовой
спектроскопии
3.1.3. Построение фазовых портретов
3.1.3. Определение размерностей фазового пространства и аттрактора
Щ 3.1.5. Вы числен ие характеристических показателей
Ляпунова и энтропии КолмогороваСиная
3.2. Термодинамический анализ процесса окисления янтарной киаоты в колебательном режиме
3.3. Математическое модечирование
3.3.1. Качественный анализ математической модели
3.3.2. Численный анализ кинетических закономерностей
ф. окисления янтарной кислоты
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Цель работы состояла в исследовании характера химических осцилляций, возникающих при жидкофазном окислении янтарной кислоты НгБис в присутствии оксигенированных комплексов железа II с диметилглиоксимом ОМв и бензимидазолом В1А. Объектами исследования явились окислительновосстановительные процессы в системе сукцинат фумарат в присутствии оксигенированных комплексов железаИ с ОМЮ и В1А РеИОМСВ1А, при протекании которых в гомогенной среде реализуются химические неустойчивости. Методы исследования. Исследование протекающих процессов и эволюции системы проводили в неперемешиваемом реакторе в виде регистрации потенциала точечного платинового электрода 8 1 мм относительно хлорсеребряного, однозначно связанного с изменением соотношений концентраций окисленных и восстановленных форм компонентов в реакционной смеси в течение времени. При помощи Фурье анализа установлены тип колебаний и их частоты, а фликкершумовой спектроскопии, на основе вычисления спектра мощности и разностных моментов оценены нестационарности аналитического сигнала и определен характер динамики. Используя принципы реконструкции динамики по временным рядам, определены размерности фазового пространства и аттрактора для дискретных временных последовательностей вычислены показатели Ляпунова и величины КС энтропии. При помощи методов неравновесной термодинамики выявлены возможность и причины возникновения критических явлений. Качественный анализ системы обыкновенных дифференциальных уравнений позволил установить тип стационарного состояния и тип бифуркации, а решение ее численными методами оценить пределы концентраций реагента и катализатора, при которых возникают химические осцилляции. Получены экспериментальные результаты по исследованию ранее неизученных автоколебательных химических реакций в системе сукцинат фумарат в присутствии комплексов железа II с , и молекулярным кислородом. Теоретическая значимость данного исследования определяется использованием комплексного подхода к изучению динамики колебательных процессов, лежащих в основе реакции каталитического окисления легко окисляемых субстратов. Рассмотренные в работе методы исследования представляют определенный интерес не только для химиков и физикохимиков, но и для представителей других наук подходы, типа предложенных, могут быть использованы при исследовании процессов различной природы, в которых проявляются эффекты самоорганизации. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии г. Казань, , Международной конференции Циклы природы и общества г. II и III Международных конференциях Циклы г. Ставрополь, , , Всероссийской научнопрактической конференции Химия в технологии и медицине г. Махачкала, , II, IV и V Региональных научнопрактических конференциях Компьютерные технологии в науке, экономике и образовании Махачкала, , , , IV Международной конференции студентов, молодых ученых, преподавателей, аспирантов и докторантов Актуальные проблемы современной науки Самара, , Международной конференции студентов и аспирантов Ломоносов Москва, МГУ, , конференциях профессорскопреподавательского состава Дагестанского госуниверситета г. Махачкала, . Публикации. По материалам диссертации опубликованы 9 статей, 9 тезисов докладов. Структура и обьем работы. Диссертация изложена на 5 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав и выводов, иллюстрирована рисунками, содержит 6 таблиц и список используемой литературы из 2 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. ГЛАВА I. Окислительновосстановительные процессы с участием янтарной кислоты. Данная кислота входит в состав многих растений, получаемых из них пищевых продуктов, используется в качестве биостимулятора, антикоагулянта, применяется для производства высокоэффективных регуляторов роста растений, лекарственных и косметических препаратов, красителей, фотоматериалов и др. Методы синтеза янтарной кислоты основаны на окислении гликолей, диалъдегидов, диенов с разобщением тссвязей, диалкилбензолов, а также гидролиза динитрилов и др. К 1,65 и К2 2,36.