Кинетический анализ некоторых неизотермических реакций и процессов сублимации

• Автор: Михеев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Особенности и проблемы неизотермической гетерогенной кинетики.

1.2. Общая характеристика экспериментальных методов изучения кинетики термического разложения конденсированных систем.
1.3. Особенности проведения эксперимента при изучении кинетики разложения конденсированных систем в неизотермических условиях.

1.4. Применимость уравнения Аррениуса к неизотермическим гетерогенным превращениям

1.5. Кинетические модели гетерогенных химических реакций.

1.6. Методы и проблемы решения обратной кинетической задачи ОКЗ

1.6.1. Постановка задач кинетического анализа химических превращений для гетерогенных реакций

1.6.2. Решение температурного интеграла для задач неизотермической кинетики.

1.6.3. Методы дискриминации кинетических моделей в неизотермическом эксперименте
1.6.4. Методы решения обратных кинетических задач
1.7. Современное состояние неизотермической кинетики.
1.7.1. Инструментальные методы исследования
1.7.2. Методология неизотермической кинетики и развитие методов решения ОКЗ
для гетерогенных процессов.
1.8. Исследование процессов сублимации.
1.9. Заключение
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА.
2.1. Экспериментальные методы исследования .
2.2. Программные средства
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И КИНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
3.1. Моделирование неизотермических процессов.
3.2. Исследование термического разложения нитратометаллатов Ре, 7п и Со ряда четвертичных аммониевых оснований.
3.3. Исследование сублимации фуллерена Сбо
3.4.Исследование процессов массопереноса при сублимации трисцетилацетоната хрома III.
4. АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.
4.1. Основные понятия теории массообмена
4.2. Анализ процессов испарения трибутилфосфата и сублимации фуллерена
4.3. Анализ процессов массопереноса при сублимации трисацетилацетоната хрома III
4.4. Обсуждение полученных результатов.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Киев I Всесоюзной конференции Химия и применение неводных растворов г. Иваново i v ii, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей в научных журналах и сборниках и 5 тезисов докладов на научных конференциях международного и Всесоюзного уровня. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 8 работ российских и зарубежных авторов. Объем диссертации 5 страниц основного текста, в том числе рисунка и таблиц. Диссертационная работа выполнена в институте неорганической химии СО РЛН в соответствии с планом НИР по теме 2. Исследование термодинамики равновесий кристалл пар и кинетики превращений элементоорганических и координационных соединений при термическом, радиационном и высокочастотном воздействии и в рамках интеграционного проекта СО РАН Исследование процессов многокомпонентной сублимации молекулярных кристаллов. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Классическая химическая кинетика изучает протекание химической реакции в идеализированных условиях при постоянной как во времени, так и в пространстве температуре и постоянных в пространстве концентраций веществ. Задачей макроскопической кинетики является изучение химической реакции в реальных условиях ее макроскопического протекания в исследовательских и технологических условиях, т. Важнейшими из этих физических процессов являются вопервых, диффузия исходных веществ и продуктов реакции и, вовторых, выделение и распространение тепла. И на тот, и на другой процесс сильно влияют гидродинамические условия характер движения газа или жидкости, приводящего к конвективному переносу тепла или вещества . А и Я концентрации, Оа и в коэффициенты диффузии исходного продукта и продукта реакции, соответственно X коэффициент теплопроводности тепловой эффект реакции р плотность с удельная теплоемкость Е энергия активации процесса к0 предэкспоненциальный множитель предэкспонент, универсальная газовая постоянная Ттемпература. Собственно, написание систем дифференциальных уравнений, описывающих кинетику неизотермических реакций, не представляет трудностей. Однако системы эти являются крайне сложными и даже в простейших случаях интегрирование их сопряжено со значительными математическими трудностями. При переходе к гетерогенным процессам сложность интерпретации кинетических исследований существенно возрастает 1. Первая трудность обусловлена самой природой твердых веществ, химические свойства которых очень чувствительны к малейшим изменениям состава, структуры или текстуры. Кроме того, структура и текстура твердых веществ довольно сложны и недостаточно изучены. Например, для описания твердофазных реакций привлекают следующие параметры температуру, состав, размер частиц индивидуальных фаз, а иногда и такие параметры, как природа центров зародышеобразования, степень деформации кристаллитов и др. Другая существенная проблема состоит в отделении химического превращения от диффузионных явлений, проявляющихся в зависимости характера процесса от экспериментальных условий температура, гранулометрическое распределение частиц в образце и геометрию реактора, в котором происходит реакция. Если мы затронем проблему применимости закона Аррениуса к реакциям в твердой фазе 9, то ситуация может показаться достаточно безрадостной. Эта проблема хорошо сформулирована Витакером и Робинсоном Каждый верит в экспоненциальный закон распределения энергии, экспериментаторы потому, что они думают, что он может быть доказан математически, а математики потому, что верят, что он установлен экспериментально. Не вдаваясь в детальный теоретический анализ этой проблемы, упомянем монографию , где в главе 9 Реакции в конденсированных средах на основании квантовостатистической теории кинетических процессов показано, что Аррениусовская температурная зависимость константы скорости гетерогенных реакций получается в приближении сильной связи и монографию Брауна, Долллимора, Галвея 7, где указано, что применимость уравнения Аррениуса для гетерогенных процессов подтверждается многочисленными экспериментальными данными.