Фотолиз красным светом и термическое разложение озона и его смесей в газовой фазе

• Автор: Ткаченко, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

I. Фотолиз озона и его смесей в области

полосы Шаппюи

2. Элементарные химические реакции, возможные

в системах Н2 и ОдНВг при фотохимическом и термическом разложении озона

3. Термический распад озона

4. Роль гетерогенной реакции в термическом

разложении озона

5. Взрывные процессы в газовых системах,

содержащих озон
ГЛАВА П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА.
МЕТОДИКА РАБОТЫ.
I. Описание установки
2. Получение и очистка газов. Определение
степени чистоты .
3. Определение содержания озона в газовых
системах .
4. Методика работы на установке. Приготовление
газовых смесей
ГЛАВА Ш. ФОТОЛИЗ КРАСНЫМ СВЕТОМ ЧИСТОГО ОЗОНА И ЕГО
СМЕСЕЙ В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ.
I. Определение квантовых выходов разложения концентрированного озона и озона в смесях с гелием и шестифтористой серой
2. Механизм фотохимического разложения озона
красным светом
3. Фотолиз озоноводородных смесей .
4. Фотолиз озона в присутствии добавок
бромистого водорода .
ГЛАВА У. ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО
ОЗОНА И ЕГО СМЕСЕЙ С ВОДОРОДОМ .
I. Кинетика имеханизм термического разложения
2. Гетерогенная стадия процесса термического
распада озона. Г
3. Термическое разложение озоноводородных
смесей
4. Самовоспламенение чистого озона и его
смесей с водородом .
5. Воспламенение концентрированного озона
при искровом инициировании .
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


С несколько меныиим значением константы скорости эта реакция приведена в обзоре Нилеса в числе реакций, возможных в ионизационной стратосфере и мезосфере. Т см молек с, что при комнатной температуре близко к значению, приведенному в . И, наконец, с указанным выше значением константы скорости она включена так
же Деттмером в схему реакций, протекающих во время разрядных процессов в кислородной плазме. В механизме разложения озона атомами 0 Р, предложенном в молекулярный кислород образовывается как в основном электронном состоянии, так и в состояниях Однако в указано, что основными по этой реакции являются каналы с образованием 0 и 1 и константа скорости образования 1а должна быть много меньше, чем 1 авторы
обнаружили образование 0 2. Р с озоном е вероятной эффективностью 0,. Отметим также, что выявление правильного механизма фотолиза озона красным светом важно для выяснения механизма термического разложения озона, поскольку они отличаются лишь способом активации молекул озона в первичном акте распада Од, продукты которого, а также вторичные реакции идентичны. Количественных данных по фотолизу в видимой части спектра смесей озона с водородом и озона с бромистым водородом в литературе нет. Качественные результаты имеются только для системы ОдНд. Они были получены при комнатной температуре Гриффисом и Шуттом 7. Авторы обнаружили образование воды и сильное возрастание скорости фотохимического разложения озона видимым светом при значительных добавках к сильноразбавленным озонокислородным смесям водорода. Од 0 Од 1. Термическое разложение озона в смесях с водородом исследовалось Льюисом . Эксперименты проводились только при одной температуре С в шарообразном стекляном сосуде. В опытах использовался концентрированный озон. Кинетика термического разложения озона в системе ОдНд изучалась по увеличению давления в реакционном сосуде. При комнатной температуре как сам озон, так и его исследуемые смеси с водородом были достаточно стабильны и заметного увеличения давления в системе не наблюдалось в течение нескольких часов. Автором установлено, что добавление водорода к чистому озону вызывает аномальный эффект в скорости увеличения давления в системе таблица I. Полагая, что образование воды не сопровождается изменением давления, автор связывает увеличение давления в первом приближении с разложением озона. Время для дР 8 торр,мин. На основании полученных экспериментальных данных Льюисом предложен следующий механизм процесса с участиемэнергетических цепей. В результате термического распада молекул озона по реакции Од Од 0 в системе образуются атомы кислорода, которые,взаимодействуя с водородом 0 Нд ОН Н,генерируют радикалы ОН и атомы водорода. При этом скорость образования Натомов для заданной концентрации озона пропорциональна количеству добавленного водорода. Атомарный водород по сильно
экзотермической реакции Н ОН 0. Таким образом, в системе возникают быстрые цепные реакции, вносящие основной вклад в возрастание скорости разложения озона. Автором отмечается также, что 0атомы могут, кроме того, разлагать озон, давая начало другой цепной реакции, природа которой не до конца ясна, но которая может быть записана так 0 Од и 0 О3 2 0. Образование воды в системе автор связывает с реакцией ОН Н Н, отмечая при этом, что количество водорода, переходящего в воду, мало по сравнению с количеством разлагающегося озона. Термическая реакция между озоном и бромистым водородом изучалась Льюисом и Файткнехтом при 2х температурах и Ю4С в цилиндрическом пирексовом реакторе. Кинетика процесса изучалась по изменению давления в системе. Полученные данные привели авторов к заключению, что реакция приблизительно следует уравнению 2НВг Н Вг2 . НБг 0 и О30 исходные давления компонентов. Первичным актом при, взаимодействии между О3 и НВг, по мнению авторов, является стеночная реакция НВг О3 ОН Вт, а затем протекают газофазные цепные реакции с участием энергетически богатых молекул, таких как Нк, НВгх и О3. Предложенные механизм выглядит, на наш взгляд, искусственным.