Opredelitev
Kemijska reakcija Kličejo pretvorbo snovi, v katerih se njihova sestava in (ali) struktura spremeni.
Najpogosteje pod kemičnimi reakcijami razumejo proces preoblikovanja izhodnih materialov (reagenti) na končne snovi (izdelki).
Kemične reakcije so zabeležene z uporabo kemičnih enačb, ki vsebujejo formule izvornih snovi in \u200b\u200breakcijskih izdelkov. V skladu z zakonodajo ohranjanja mase je število atomov vsakega elementa v levem in desnem delu kemične enačbe enako. Običajno se formule začetnih snovi zabeležijo v levem delu enačbe, formule izdelkov pa so v desni. Enakost števila atomov vsakega elementa v levem in desnem delu enačbe se doseže s pomočjo pred formulami snovi snovi celoštevilskih stoichoometričnih koeficientov.
Kemijske enačbe lahko vsebujejo dodatne informacije o posebnosti reakcije: temperatura, tlak, sevanje itd., Ki je označen z ustreznim simbolom nad (ali "pod") znak enakosti.
Vse kemične reakcije je mogoče združiti v več razredov, ki so neločljivo povezani z nekaterimi znaki.
Klasifikacija kemijskih reakcij v številu in sestavo začetnih in oblikovanih snovi
Po tej razvrstitvi so kemijske reakcije razdeljene na reakcije spojine, razgradnje, zamenjavo, izmenjavo.
Kot rezultat priključni reakcije Iz dveh ali več (prefinjenih ali enostavnih) snovi, je oblikovana ena nova snov. Na splošno bo enačba takšne kemijske reakcije izgledala takole:
Na primer:
SASO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d CA (NSO 3) 2
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
2 mg + O 2 \u003d 2MGO.
2FESL 2 + SL 2 \u003d 2FESL 3
Reakcija spojine je v večini primerov eksotermna, t.j. Nadaljujte s sproščanjem toplote. Če so v reakciji vključene preproste snovi, so takšne reakcije najpogosteje oksidativne (OSR), t.j. Nadaljujte s spreminjajočimi se stopnicami oksidacije elementov. Nedvoumno reči, ali bo reakcija povezava med kompleksnimi snovmi, da se nanašajo na OVR.
Reakcije, zaradi katerih se iz ene kompleksne snovi uporabljajo številne druge nove snovi (kompleksne ali preproste). reakcije razgradnje. Na splošno bo enačba kemične reakcije razgradnje videti tako:
Na primer:
CACO 3 CAO + CO 2 (1)
2h 2 O \u003d 2h 2 + O2 (2)
CUSO 4 × 5h 2 o \u003d CUSO 4 + 5H20 (3)
Cu (OH) 2 \u003d CUO + H 2 O (4)
H 2 SIO 3 \u003d SIO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 \u003d 2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 CR 2 O 7 \u003d CR2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)
Med ogrevanjem se pojavijo večina reakcij razgradnje (1,4,5). Morda razgradnjo pod delovanjem električnega toka (2). Razgradnjo kristalohidratov, kislin, baz in soli kisiških kislin, ki vsebujejo kisik (1, 3, 4, 5, 7), brez spreminjanja stopenj oksidacije elementov, tj. Te reakcije ne spadajo v OSR. Reakcije razgradnje vključujejo razgradnjo oksidov, kisline in soli, ki jih tvorijo elementi v najvišjih stopnjah oksidacije (6).
Reakcije razgradnje najdemo v organski kemiji, vendar pod drugimi imeni - krekiranje (8), dehidrogenacija (9):
C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + S 9 H 20 (8)
C 4 H 10 \u003d C4 H 6 + 2H2 (9)
Za reakcije obnovitve Enostavna snov sodeluje z zahtevkom, ki tvori novo preprosto in novo kompleksno snov. Na splošno bo enačba kemijske reakcijske reakcije izgledala takole:
Na primer:
2A + FE 2 O 3 \u003d 2FE + AL 2 O3 (1)
Zn + 2NSL \u003d ZNSL 2 + H2 (2)
2KVR + SL 2 \u003d 2xL + B 2 (3)
2xlo 3 + L 2 \u003d 2KLO 3 + SL 2 (4)
SASO 3 + SIO 2 \u003d CASIO 3 + CO 2 (5)
CA 3 (PO 4) 2 + Zsio 2 \u003d Zsio 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + CL2 \u003d CH3 SL + HCl (7)
Reakcije zamenjave v večini so Redox (1 - 4, 7). Primeri reakcij razgradnje, v katerih ni spremembe oksidacijskih stopenj, niso nekaj (5, 6).
Izmenjava reakcij Poklicajo reakcije, ki tečejo med kompleksnimi snovmi, pod katerimi izmenjujejo svoje komponente. Običajno se ta izraz uporablja za reakcije, ki vključujejo ione, ki se nahajajo v vodni raztopini. Na splošno bo enačba reakcije kemijske izmenjave izgledala tako:
AV + CD \u003d AD + SV
Na primer:
CUO + 2HCL \u003d CUCL 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCL \u003d NACL + H 2 O (2)
NANO 3 + HCL \u003d NASL + H 2 O + CO 2 (3)
Agno 3 + KVR \u003d AGVR ↓ + KNO 3 (4)
CRSL 3 + ZNAON \u003d CR (OH) 3 ↓ + Znacl (5)
Izmenjevalne reakcije niso Redox. Zasebni primer teh izmenjalnih reakcij - reakcija nevtralizacije (reakcije med interakcijo kisline z alkalijami) (2). Izmenjevalna reakcija poteka v smeri, kjer se vsaj ena od snovi odstrani iz reakcijskega območja v obliki plinaste snovi (3), oborine (4, 5) ali rahlo subvencionirajo spojino, najpogosteje vode (1, 2 ).
Klasifikacija kemijskih reakcij s spremembami v oksidacijskih merah
Glede na spremembo stopenj oksidacije elementov, vključenih v reagente in reakcijske izdelke, so vse kemijske reakcije razdeljene na oksidacijsko redukcijo (1, 2) in teče, ne da bi spremenili stopnjo oksidacije (3, 4).
2 mg + CO 2 \u003d 2MGO + C (1)
MG 0 - 2E \u003d MG 2+ (redukcijsko sredstvo)
C 4+ + 4E \u003d C 0 (oksidacijsko sredstvo)
FES 2 + 8HNO 3 (sklenjeno) \u003d Fe (št. 3) 3 + 5No + 2H2 SO 4 + 2H20 (2)
FE 2+ -E \u003d FE 3+ (obnovitev)
N 5+ + 3E \u003d N 2+ (oksidator)
AGNO 3 + HCL \u003d AGCL ↓ + HNO 3 (3)
CA (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d CASO 4 ↓ + H 2 O (4)
Razvrstitev kemijskih reakcij na toplotni učinek
Glede na to, ali je toplota (energija) razlikovati ali absorbira med reakcijo, so vse kemijske reakcije običajno ločene z expo (1, 2) in endotermic (3), oziroma. Količina toplote (energije), označena ali absorbira med reakcijo, se imenuje toplotni učinek reakcije. Če enačba označuje količino označene ali absorbirane toplote, se takšne enačbe imenujejo termokemijo.
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 +46,2 kJ (1)
2mg + O 2 \u003d 2MGO + 602, 5 kJ (2)
N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90,4 kJ (3)
Klasifikacija kemijskih reakcij v smeri reakcije
V smeri reakcijskega toka se razlikujejo reverzibilni procesi (kemijski procesi, katerih izdelki se lahko med seboj odzivajo pod enakimi pogoji, v katerih so pridobljeni, z tvorbo začetnih materialov) in nepopravljive (kemijske procese, katerih izdelki se ne morejo odzvati drug na drugega z tvorbo izvornih snovi).
Za reverzibilne reakcije je enačba splošno sprejeta na naslednji način:
A + v ↔ AV
Na primer:
CH3 COAM + C 2N 5 ON↔ H 3 SOAP 2N 5 + H 2 O
Primeri nepopravljivih reakcij lahko služijo kot naslednji reakcije:
2xlo 3 → 2xL + ZO 2
C6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6SO 2 + 6N 2
Dokazi o nepopravljivosti reakcije je lahko dodelitev plinaste snovi kot reakcijskih produktov, oborine ali majhna raztopljena spojina, najpogosteje.
Klasifikacija kemijskih reakcij za prisotnost katalizatorja
Iz tega pojma se razlikujejo katalizacijske in nekatalitske reakcije.
Katalizator je snov, ki pospešuje potek kemijske reakcije. Reakcije, ki se pojavijo s sodelovanjem katalizatorjev, se imenujejo katalitski. Pretok nekaterih reakcij je na splošno nemogoče brez prisotnosti katalizatorja:
2h 2 O 2 \u003d 2H2 O + O2 (Katalizator MNO 2)
Pogosto je eden od reakcijskih produktov služi kot katalizator, ki pospešuje to reakcijo (avtokatalitične reakcije):
MEO + 2HF \u003d MEF 2 + H 2 O, kjer je kovina kovine.
Primeri reševanja problemov
Primer 1.
Sonokemija je uporaba ultrazvoka v kemičnih reakcijah in procesih. Mehanizem, ki povzroča zvočne učinke v tekočinah, je pojav akustične kavitacije.
Ultrazvočni laboratorijske in industrijske naprave Hielscher se uporabljajo v številnih zvočnih zvokih.
Zvočne kemijske reakcije
V kemičnih reakcijah in postopkih lahko opazimo naslednje zvočne učinke:
- Povečajte hitrost reakcije
- Povečajte reakcijsko reakcijo
- Učinkovitejša raba energije
- Zvočne kemijske metode za prehod iz ene reakcije na drugo
- Izboljšan katalizator vmesnega prenosa
- Izključitev katalizatorja vmesnika
- Uporaba neobdelanih ali tehničnih reagentov
- Aktiviranje kovin in trdnih snovi
- Povečajte reaktivnost reagentov ali katalizatorjev ()
- Izboljšanje sinteze delcev
- Dajanje nanodelcev
Ultrazvočna kavitacija v tekočinah
Kavitacija pomeni "izobraževanje, rast in eksplozivno uničenje mehurčkov v tekočini. Kavitacijska eksplozija proizvaja intenzivno lokalno ogrevanje (~ 5000 K), visok tlak (~ 1000 atm.), In velike stopnje ogrevanja / hlajenje (\u003e 109 K / s.) In tekoče tokove (~ 400 km / h) "
Kavitacija mehurčkov so vakuumski mehurčki. Vakuum je ustvarjen s hitro premikajočo površino na eni strani in inertna tekočina v drugega. Nastali padec tlaka se uporablja za premagovanje sil sklopke in v tekočini. Kavitacija lahko dobimo z različnimi potmi, na primer, šob v venturiju, visoke tlačne šobe, visoke hitrosti rotacije ali ultrazvočnih senzorjev. V vseh teh sistemih se vhodna energija pretvori v trenje, turbulenco, valove in kavitacijo. Del dohodne energije, ki se preoblikuje v kavitacija, je odvisen od več dejavnikov, ki označujejo gibanje opreme, ki ustvarja kavitacijo v tekočini.
Intenzivnost pospeševanja je eden najpomembnejših dejavnikov, ki vplivajo na učinkovitost energetske transformacije v kavitacijo. Višji pospešek ustvarja večji padec tlaka, ki po drugi strani poveča verjetnost ustvarjanja vakuumskih mehurčkov namesto nastajanja valov, ki se razmnožujejo skozi tekočino. Tako je več pospeševanja, večji delež energije, ki se pretvori v kavitacijo. V primeru ultrazvočnih senzorjev je intenzivnost pospeševanja značilna amplituda nihanja. Višji amplitude vodijo k učinkovitejši ustvarjanju kavitacije. Industrijske naprave Hielscher Ultrasonics lahko ustvarijo amplitude na 115 mikronov. Te visoke amplitude upoštevajo visoko prestavno razmerje med močjo, ki vam omogoča, da ustvarite visoko energetske gostote do 100 W / cm3.
Poleg intenzivnosti je treba tekočino pospešiti tako, da se ustvari minimalne izgube pri prevajanju v turbulenco, trenje in oblikovanje valov. Za to bo optimalen način enostranske smer gibanja. Ultrazvok se zaradi naslednjih ukrepov uporablja:
- priprava aktiviranih kovin z obnavljanjem kovinskih soli
- ustvarjanje aktiviranih kovin z ultrazvočno obdelavo
- zvočna sinteza delcev z obarjanjem kovin oksidov (FE, CR, MN, CO), na primer, za uporabo kot katalizatorji
- impregnacija kovin ali halidov kovin na substratih
- priprava raztopin aktiviranih kovin
- reakcije, ki jih poganjajo kovine z lokalnimi nastavitvami organskih snovi
- reakcije, ki vključujejo nekovinske trdne snovi
- kristalizacija in padavine kovin, zlitin, zeoliti in druge trdne snovi
- spremembe površinske morfologije in velikost delcev kot posledica visoke hitrosti delcev delcev
- tvorba amorfnih nanostrukturnih materialov, vključno s prehodnimi kovinami z visoko površino, zlitin, karbidi, oksidi in koloidi
- povečanje kristalov.
- poravnava in odstranjevanje premazov iz pasiviznih oksidov
- mikromanipuliranje (ločevanje frakcij) majhnih delcev
- priprava koloidov (AG, AU, Q-dimenzionalni CDS)
- vključevanje gostov molekul v trdnih snovi z anorgansko plastjo
- sonokemija polimerov
- razgradnja in modifikacija polimerov
- sinteza polimerov
- sonoliza organskih onesnaževal v vodi
Zvočna kemična oprema
Večina dobro omenjenih zvočno-kemijskih procesov se lahko prilagodi za usmerjanje dela. Z veseljem vam bomo pomagali pri izbiri zvočne kemične opreme za vaše potrebe. Za raziskovalne in preskusne procese priporočamo uporabo naših laboratorijskih naprav ali naprave
Neverjetna dejstva
Molekularni material v našem vsakdanjem življenju je tako predvidljiv, da pogosto pozabljamo, kaj lahko neverjetne stvari delajo z glavnimi elementi.
Tudi znotraj našega telesa je veliko neverjetnih kemičnih reakcij.
Tukaj je nekaj fascinantnih in impresivnih kemičnih in fizikalnih reakcij v obliki gif, ki vas bodo spominjali na kemijo.
Kemijske reakcije
1. "Pharaoh Snake" - razpadanje Mercury Thiocianate
Zgorevanje živega srebra tiocianata vodi do njene razgradnje v tri druge kemikalije. Te tri kemične snovi razgradijo še tri snovi, kar vodi do uvajanja ogromne "kače".
2. BURLING TECK
MatchBox vsebuje rdeč fosfor, žveplo in betoretno sol. Toplota, ki jo generira fosfor, razgradi betoretno sol in v procesu sprošča kisik. Kisik v kombinaciji s sivo proizvaja kratkoročni plamen, ki ga uporabljamo za svetlobo, na primer svečo.
3. Ogenj + vodik
Plinasti vodik je lažji od zraka in se lahko preveri s plamenom ali iskro, ki bo vodila do impresivne eksplozije. Zato se helij pogosto uporablja pogosteje in ne vodik za polnjenje balona.
4. Aluminij živega srebra +
Živo srebro prodre skozi zaščitno plast oksida (rje) aluminija, ki ga prisilimo na niti veliko hitreje.
Primeri kemijskih reakcij
5. Snake strup + kri
Ena kapljica strupa Vijuki, ki je padla v skodelico Petrija s krvjo, se je zvijala v debel kocko trdne. To se dogaja v našem telesu, ko nas strupena kača ugrizne.
6. Iron + raztopina bakra
Železa nadomešča baker v raztopini, ki obrne bakreno moč v železovo moč. Čist baker je sestavljen na žlezah.
7. Vnetje rezervoarja za plin
8. Klorov tableta + zdravniški alkohol v zaprti steklenici
Reakcija vodi do povečanja tlaka in se konča z vrzel vsebnika.
9. Polimerizacija P-nitroaniline
Na gif na pol žličk P-nitroanilina ali 4-nitroanilina dodajte nekaj kapljic koncentrirane žveplove kisline.
10. KRVI V vodikov peroksid
Krvni encim, imenovan Kataze, zavije vodikov peroksid v vodo in plinasti kisik, ki ustvarja mehurčke iz pena kisika.
Kemični eksperimenti
11. GALIUM V VROO VODI
GALIUM, ki se uporablja predvsem v elektroniki, ima tališče komponente 29,4 stopinj Celzija, kar pomeni, da se bo topila v rokah.
12. Počasen beta-kositer prehod na alfa modifikacijo
Pri hladnih temperaturah se beta-alotrop kositra (srebrna, kovinska) spontano prehaja v alfa dvoposteljni (sivi, praškast).
13. Natrijev poliakrilat + voda
Natrijev poliakrilat je isti material, ki se uporablja v otroških plenicah, deluje kot goba, absorbira vlago. Pri mešanju z vodo se spojina spremeni v trdni gel, voda pa ni več tekoča in ni mogoče naliti.
14. Plin Radon 220 injiciran v megleno komoro
Traces v obliki črke V se pojavijo zahvaljujoč dvema alfa delci (helij-4 jeder), ki izstopata, ko se radon razbije polonija, nato pa vodi.
Domače kemijske poskuse
15. Hydrogel kroglice in večbarvna voda
V tem primeru deluje difuzija. Hidrogel je polimerna granule, ki zelo dobro absorbirajo vodo.
16. Acetone + pena
Polifoam je sestavljen iz polistirena pene, ki, ki se raztopi v acetonu, proizvaja zrak v peno, ki ustvarja obliko, ki jo raztopite v majhni količini tekočine.
17. Suhi led + detergent za pomivanje posode
Suhi led, ki je nameščen v vodi, ustvarja oblak, detergent za pomivanje posode pa v vodi drži ogljikov dioksid in vodne pare v obliki mehurčka.
18. Kapljica detergenta doda mleku z barvilom hrane
Mleko je predvsem voda, vendar vsebuje tudi vitamine, minerale, beljakovine in drobne maščobe, ki so suspendirane v raztopini.
Detergent za pomivanje posode oslabijo kemijske vezi, ki zadržijo beljakovine in maščobe v raztopini. Molekule maščob se zmedejo, ko se molekule mila začnejo hiteti, da se povežejo z maščobnimi molekulami, dokler ni raztopina enakomerno mešana.
19. "zobna pasta slona"
Kvas in topla voda se vlije v posodo z detergentom, vodikovim peroksidom in barvanjem hrane. Kvas služi kot katalizator za sprostitev kisika iz vodikovega peroksida, ki ustvarja množico mehurčkov. Posledično se oblikuje eksotermna reakcija, s tvorbo pene in sproščanja toplote.
Kemični eksperimenti (video)
20. Goljunska žarnica
Wolframy Thread odmori, ki povzročajo kratkemu vezju električnega tokokroga, ki naredi nit sijaj.
21. Ferromagnetna tekočina v stekleni kozarec
Ferromagnetna tekočina je tekočina, ki je močno magnetizirana v prisotnosti magnetnega polja. Uporablja se v trdih diskih in strojništvu.
Druga feromagnetna tekočina.
22. Jodi + aluminij
Oksidacija finega aluminija poteka v vodi, ki tvori temne vijolične pare.
23. Rubidi + voda
Rubidium reagira zelo hitro z vodo, ki tvori hidroksid rubidij in vodikov plinasto. Reakcija je tako hitra, da če je bila izvedena v stekleni posodi, se lahko zlomi.
Pošljite svoje dobro delo v bazi znanja, je preprosto. Uporabite spodnji obrazec
Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki uporabljajo bazo znanja v svojem študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.
Objavljeno by. http://www.allbest.ru/
- Uvod
- 1. Koncept zvoka. Zvočni valovi
- 1.1 Obseg študija zvočnih vplivov na kemijske procese
- 1.2 Metode zvoka
- 2. Uporabo infrazvoja kot metode intenzifikacije kemični tehnološki procesi
- 3. Uporaba ultrazvoka kot metoda krepitve kemičnih procesov
- Zaključek
- Uvod
- Dvajset stoletja in nanotehnologija, univerzalna informatizacija, elektronika, infrazvok in ultrazvok. Ultrazvok in infrazvok sta valova, podobna nihajočim gibanju delcev medija in so značilne številne posebne značilnosti v primerjavi z nihanji zvočnega obsega. V ultrazvočni frekvenčni razpon je relativno enostaven za doseganje smernega sevanja; Ultrazvočne nihanja so dobro osredotočene, zaradi česar se intenzivnost ultrazvočnih nihanj poveča na nekaterih področjih vpliva. Ko se razdelijo v plini, tekočine in trdne snovi, zvočne oscilacije ustvarjajo edinstvene pojave, od katerih so mnoge našli praktično uporabo na različnih področjih znanosti in tehnologije, so se pojavile desetine visoko učinkovitih zvočnih tehnologij virov. V zadnjih letih se začne uporaba zvočnih nihanj, ki se začne vedno večja vloga v industriji in znanstvenih raziskavah. Uspešno izvedla teoretične in eksperimentalne študije na področju ultrazvočnega kavitacije in akustičnih tokov, ki omogočajo razvoj novih tehnoloških procesov, ki se pojavljajo, ko so izpostavljeni ultrazvoku v tekoči fazi.
- Trenutno je oblikovana nova smer kemije - Zvočna kemija, ki vam omogoča pospešitev številnih kemijskih in tehnoloških procesov ter pridobivanje novih snovi, skupaj s teoretičnimi in eksperimentalnimi študijami na področju zvočnih reakcij, je veliko praktičnih del. Razvoj in uporaba zvočne tehnologije odpira nove perspektive pri ustvarjanju novih snovi in \u200b\u200bmaterialov, pri vezanosti novih lastnosti v znane materiale in okolja, zato zahteva razumevanje pojavov in procesov, ki se pojavljajo pod delovanjem ultrazvoka in Infrazvok, možnosti novih tehnologij in možnosti za njihovo uporabo.
- 1. Koncept zvoka. Zvočni valovi
Zvok je fizični fenomen, ki je razmnoževanje v obliki elastičnih valov mehanskih nihanj v trdnem, tekočem ali plinastem mediju. V ožjem smislu, pod zvokom, so ta nihanja obravnavana zaradi tega, kako jih zaznavajo organi živali in človeških občutkov.
Kot vsak val je zvok značilen z amplitudo in frekvenčnim spektrom. Običajna oseba je sposobna slišati zvočne nihanje v frekvenčnem območju od 16-20 Hz do 15--20 kHz. Zvok pod zvočno povezavo se imenuje infrazvojna; Zgoraj: do 1 GHz, - ultrazvok, od 1 GHz - hipersona. Obseg zvoka je kompleksno odvisen od učinkovitega zvočnega tlaka, frekvence in oblike nihanja, višina zvoka pa ni samo iz frekvence, temveč tudi na velikosti zvočnega tlaka.
Zvočni valovi v zraku so izmenično stiskanje in vakuumske površine. Zvočni valovi lahko služijo kot primer oscilacijskega postopka. Vsaka nihanja je povezana s kršitvijo ravnotežnega stanja sistema in je izražena v odstopanju njegovih značilnosti iz ravnotežnih vrednosti, ki jim sledi vračanje na začetno vrednost. Za zvočne oscilacije je taka značilnost pritisk na točki medija, njegovo odstopanje pa je zvočni tlak.
Če naredite oster premik elastičnih delcev srednje na enem mestu, na primer z uporabo bata, se bo tlak na tem mestu povečal. Zaradi elastičnih vezi delcev se tlak prenaša na sosednje delce, ki vplivajo na naslednje, in območje povečanega tlaka se zdi, da se premika v elastičnem mediju. Regija znižanega tlaka sledi območju znižanega tlaka, zato se oblikuje številne izmenične kompresijske regije in permafrost v obliki vala. Vsak del elastičnega medija v tem primeru bo izveden z oscilacijskimi gibanji.
Slika 1 - Gibanje delcev, ko je razmnoževanje z valom a) gibanje delcev medija med razmnoževanjem vzdolžnega vala; b) gibanje delcev medija med razmnoževanjem prečnega vala.
Slika 2 - Značilnosti postopka nihanja
V tekočih in plinastih medijih, kjer ni znatnih nihanj gostote, imajo akustični valovi vzdolžni lik, to je smer nihanja delcev sovpada s smerjo gibanja vala. V trdnih telesih, poleg vzdolžnih deformacij, obstajajo tudi elastične deformacije premika, ki jo povzroča vzbujanje prečnih (strižnih) valov; V tem primeru delci opravljajo nihanja, ki so pravokotno na smeri razmnoževanja valov. Hitrost razmnoževanja vzdolžnih valov je veliko večja od hitrosti razmnoževanja strižnih valov.
1.1 Študija na področju zvoka vpliva na kemijske procese
Secesije kemije, ki študirajo interakcijo močnih akustičnih valov in kemijskih in fizikalno-kemijskih učinkov, ki izhajajo iz tega, se imenujejo zdravo kemijo (Sonokemija). Sliši se raziskujejo kinetiko in mehanizem zvočnih kemičnih reakcij, ki se pojavijo v prostornini zvočnega polja. Nekateri fizikalno-kemijski procesi v zvočnem polju so tudi med zvočnim poljem v zvočnem polju: Sonoluminescence, disperzija snovi pod zvočnim delovanjem, emulgiranjem in drugim koloidnim postopkom. SonololMecece Press je pojav izbruha svetlobe, ko je propad kavitacijskih mehurčkov, rojen v močni ultrazvočni tekočini valovanja. Tipična izkušnja pri opazovanju Sonoluminescence je naslednja: Resonator je nameščen v zmogljivosti vode in ustvari stojalo sferični ultrazvočni val v njem. Z zadostno ultrazvočno močjo v samem središču rezervoarja se pojavi svetrši vir modrikaste luči - zvok se spremeni v svetlobo. Sonokemija se osredotoča na študijo kemijskih reakcij, ki nastanejo pod delovanjem akustičnih nihanj - zvočno-kemijske reakcije.
Kot pravilo, se zvočno-kemijski procesi preiskujejo v ultrazvočni razpon (od 20 kHz do več MHz). Zvočne oscilacije v območju Killoges in infrazvodni razpon so široko manj pogosti.
Zvoki raziskuje kavitacijske procese. Cavitimia (iz lat. Cavita je praznina) - proces uparjanja in naknadnega kondenzacije pare mehurčkov v tekočem toku, ki ga spremljajo hrup in hidravlične udarce, tvorba v tekočih votlinah (kavitacijski mehurčki ali votlina), napolnjena s trajektom tekočine sam, v katerem se pojavi. Kavitacija se pojavi kot posledica lokalnega zmanjšanja tlaka v tekočini, ki se lahko pojavi bodisi s povečanjem njegove hitrosti (hidrodinamična kavitacija), ali ko se akustični val velike intenzivnosti prenese v pol obdobja vakuuma ( Akustična kavitacija), obstajajo drugi razlogi za učinek. Ko se je premaknil s potokom na višje tlačno območje ali med stiskanjem seispexa, se kavitacijski mehurček zruši, povečuje udarni val.
1.2 Metode zvoka
Naslednje metode se uporabljajo za študij zvoka mezzimskih reakcij: povratne piezoelektrični učinek in učinek magnetiostrict za ustvarjanje visokofrekvenčnih zvočnih nihanj v tekočini, analitični kemiji za študijo zvočnih dobro kemijskih reakcij, povratne piezoelektrične učinke - pojav mehanskega Deformacije v skladu z delovanjem električnega polja (ki se uporabljajo v akustičnih emisijskih sistemih, v sistemih mehanskih gibanj - aktivatorji).
Magnetorica je pojav, ki je sestavljen iz spreminjanja telesa magnetizacije telesa, njegova volumenska in linearne dimenzije se spremeni (uporablja za ustvarjanje ultrazvočnega in hipersona).
Infrassumk - zvočni valovi, ki imajo pogostost, ki jo zazna človeško uho. Ker je človeško uho ponavadi lahko slišali zvoke v frekvenčnem območju 16--20 "000 Hz, 16 Hz se običajno vzame za zgornjo mejo frekvenčnega območja infraffinanciranja. Spodnja meja infrazvoka je pogojno opredeljeno kot 0,001 Hz.
Praznovanja ima številne funkcije, povezane z nizko frekvenco nihanja elastičnega medija: ima veliko večjih nihanj amplitude; Veliko nadalje velja za zrak, saj je njena absorpcija v ozračju zanemarljiva; Manifestira pojav difrakcije, zaradi česar zlahka prodre v sobno in ovojnice ovire, odložitev zvočnih zvokov; Povzroča vibracije velikih predmetov zaradi resonance.
ultrazvočna ultrazvočna kavitacija
2. Uporaba infrazvoja kot metoda za krepitev kemičnih in tehnoloških procesov
Fizični vpliv na kemijske reakcije v tem primeru se izvaja v infrazvopih,- Naprave, v katerih se uporabljajo nizkofrekvenčne akustične nihanja, ki se uporabljajo za okrepitev tehnoloških procesov v tekočih medijih (pravzapravfrupna frekvenca do 20 Hz, zvočna frekvenca do 100 Hz). Oscilacije se ustvarijo neposredno v predelanem mediju z uporabo prilagodljivih emisij različnih konfiguracij in oblik ali trdih kovinskih batov, priključenih na stene tehnoloških posod z elastičnimi elementi (npr. Guma). To omogoča, da se raztovarjamo od nihanja vira na stene pomožnega aparata, bistveno zmanjšuje njihovo raven vibracij in hrupa v industrijskih prostorih. V infrazvodnih napravah so nihanja z velikimi amplitudami navdušena (od enot do ducata mm).
Vendar pa majhna absorpcija infrazvoka delovnega medija in možnost njenega usklajevanja z oddajnikom sevanja (izbira ustreznih parametrov vira) in dimenzije naprav (za obdelavo določenih tekočih količin) omogočajo nelinearno Učinki valov, ki se pojavijo, ko so izpostavljeni evrumskim nečiženim valovom v velike tehnološke količine. Zaradi tega so infrazvodni pripomočki bistveno drugačni od ultrazvoka, v katerih se tekočine obdelujejo v majhni količini.
Naslednji fizični učinki se izvajajo v infrazvodnih napravah (eno ali več istočasno): kavitacijo, visoko amplituda alpoemped in sevanje (zvočno sevanje) tlaka, nadomestne tokove tekočine, akustične tokove (zvočni veter), tekočine razplinjevanje in nastanek kompleta plinovnih mehurčkov in njihovih ravnotežnih plasti, premik faze nihanja med suspendiranimi delci in tekočino. Ti učinki bistveno pospešijo Redox, elektrokemične in druge reakcije, se okrepijo za 2-4-kratni industrijski procesi mešanja, filtriranja, raztapljanja in disperzije trdnih materialov v tekočinah, ločevanju, klasifikaciji in dehidraciji suspenzij, kot tudi za čiščenje delov in Mehanizmi itd..
Uporaba infraduranja omogoča večkrat, da zmanjša specifično energijo in kovinsko intenzivnost in celotne dimenzije naprav, kot tudi procesne tekočine neposredno v toku, ko jih prevažajo skozi cevovode, ki odpravljajo namestitev mešalnikov in drugih naprav.
Slika 3 - Aparati za infrazvonje za mešanje suspenzij: 1 - Membranski oddajnik nihanja; 2 - modulator stisnjen zrak; 3 - zagonska naprava; 4 - Kompresor
Ena izmed najpogostejših področij uporabe infrazvok je mešalna suspenzija s pomočjo, na primer, cevne infrazvopi. Ta stroj je sestavljen iz enega ali več zaporedno priključenih hidropneumatskih emisij in zagonske naprave.
3. Uporaba ultrazvoka pri intenziviranju kemijskih procesov
UltrazvokmK - Zvočni valovi, ki imajo frekvenco nad zaznanim človeškim uhom, običajno pod ultrazvokom razumejo frekvence nad 20.000 Hertz. Visokofrekvenčna nihanja, ki se uporabljajo v industriji, se običajno ustvarjajo s piezoceramičnimi pretvorniki. V primerih, ko je glavna vrednost moč ultrazvočnih nihanj, se uporabljajo mehanski viri ultrazvoka.
Vpliv ultrazvoka v kemijske in fizikalno-kemijske procese, ki se pojavljajo v tekočini, vključuje: sprožitev nekaterih kemijskih reakcij, spremembo hitrosti in včasih reakcijskih smeri, pojav tekočine sijaj (sonoluminescence), ustvarjanje udarnih valov v tekočini, emulgiranju ne- ogrevalne tekočine in koalescence (fuzijski delci znotraj valjarnega medija ali na površini telesa) emulzije, disperzije (fino mletje trdnih teles ali tekočin) trdnih teles in koagulacije (ki združuje majhne razpršene delce v bombardiranje v velikosti agregatov) trdne delci v tekočini, degaziranju tekočine itd. Ultrazvočne naprave se uporabljajo za izvajanje tehnoloških procesov.
Učinek ultrazvoka na različne procese je povezan s kavitacijo (v tekočini s prehodom akustičnega vala votlin (kavitacijski mehurčki), napolnjeni s plinom, paro ali mešanico).
Kemične reakcije, ki nastanejo v tekočini pod delovanjem ultrazvoka (zvočno-kemijske reakcije), je mogoče pogojno razdeliti na: a) oksidativne redukcije, reakcije, ki tečejo v vodnih raztopinah med raztopljenimi snovmi in izdelki razgradnjo vodnih molekul znotraj kavitacijskega mehurčka (H, IT,) , na primer:
b) reakcije med raztopljenimi plini in visokotlačnimi snovmi pare, ki se nahajajo znotraj kavitacijskega mehurčka:
c) verižne reakcije, ki jih sprožijo ne-radikalne izdelke razgradnjo vode, vendar s katero koli drugo snovjo, ki se locirana v kavitacijskem mehurčku, na primer izomerizaciji maleinskega k-vas v fumaron pod delovanjem BR, ki je posledica zvoka Disociacija krila.
d) reakcije, ki vključujejo makromolekule. Za te reakcije, ne samo kavitacija je pomembna in samozadostna šok valovi in \u200b\u200bkumulativni curki, ampak tudi mehanske sile, ki razdelijo molekule. Makro-radikali, ki so nastali v prisotnosti monomera, lahko sprožijo polimerizacijo.
e) Začetek eksplozije v tekočih in trdnih eksplozivih.
e) reakcije v tekočih nevodnih sistemih, na primer, piroliza in oksidacija ogljikovodikov, oksidacijo aldehidov in alkoholov, alkilacije aromatičnih spojin itd.
Glavna energijska značilnost zvočnih reakcij je izhodna energija, ki je izražena s številom molekul izdelkov, ki se oblikujejo med stroški 100 EV absorbirane energije. Energetski pridelek redoks reakcijskih izdelkov običajno ne presega več enot, za verižne reakcije pa dosega več tisoč.
Pod delovanjem ultrazvoka v številnih reakcijah je večkrat večkrat možno povečanje hitrosti (na primer v reakcijah hidrogeniranja, izomerizacije, oksidacije itd.), Včasih se proizvodnja hkrati poveča.
Vpliv ultrazvoka je pomembno, da se upošteva pri razvoju in izvajanju različnih tehnoloških procesov (npr, ko je izpostavljen vodi, v katerem se zrak raztopijo, se tvorijo dušikovi oksidi in), da bi razumeli procese, ki spremljajo absorpcijo zvoka v okoljih.
Zaključek
Trenutno se zvočne nihanja pogosto uporabljajo v industriji, ki je obetaven tehnološki dejavnik, ki vam omogoča, da po potrebi močno okrepijo proizvodne procese.
Uporaba močnega ultrazvoka v tehnoloških procesih pridobivanja in predelave materialov in snovi omogoča:
Zmanjšajte stroške postopka ali izdelka,
Prejmejo nove izdelke ali izboljšajo kakovost obstoječih,
Okrepiti tradicionalne tehnološke procese ali spodbuditi izvajanje novih,
Prispevati k izboljšanju okoljskih razmer z zmanjšanjem agresivnosti tehnoloških tekočin.
Vendar je treba opozoriti, da ima ultrazvok izredno škodljiv učinek na žive organizme. Da bi zmanjšali takšne učinke, se ultrazvočne instalacije priporočajo v posebnih prostorih, ki uporabljajo sisteme daljinskega upravljanja za izvajanje tehnoloških procesov. Velik učinek daje avtomatizacijo teh nastavitev.
Bolj ekonomičen način za zaščito pred ultrazvokom je uporaba zvočno izolacijskih ohišij, ki so zaprte z ultrazvočnimi nastavitvami, ali zasloni, ki se nahajajo na uporabi ultrazvoka. Ti zasloni so izdelani iz jekla ali duraluminija, plastike ali posebne gume.
Seznam uporabljenih virov
1. Margulis.M.a. Osnove zvočnih kemikalij (kemijske reakcije v akustičnih poljih); študije. Priročnik za kemikalijo. In on.-tehnolog. Specialitete univerz / M.A. Margulis. M.: Višja šola, 1984. 272
2. SUSSLISK K.S. Ultrazvok. Kemični, fizični in biološki učinki. Ed: VCH, N. Y., 336 str.
3. KARDAHEV G.A. Fizične metode intenzivnejšega procesa kemijske tehnologije. M.: Kemija, 1990, 208 str.
5. LUMINGCEENCE.
6. Ultrazvok
Objavljeno na Allbest.ru.
Podobni dokumenti
Kemični tehnološki procesi. Razvoj sheme kemičnega procesa. Merila optimizacije. Topološka metoda in HTS. Koncepti in določanje teorije grafov. Parametri tehnološkega načina elementov HTS. Študij stohastičnih procesov.
predavanje, dodano 02/18/2009
Teorija kemijskih procesov organske sinteze. Rešitev: Z alkiliranjem benzena propilena v prisotnosti katalizatorjev, je zaporedna zamenjava vodikovih atomov, ki tvorijo mešanico proizvodov iz različne stopnje alkilacije.
delo tečaja, dodano 04.01.2009
Organska sinteza kot del kemije, predmeta in metod za preučevanje. Bistvo alkilacijskih in acilacijskih procesov, karakterističnih reakcij in načel uhajanja. Opis kondenzacijskih reakcij. Značilnost, vrednost reakcij Nice, halogeniranja.
predavanje, dodano 12/28/2009
Faze preučevanja procesov gorenja in eksplozij. Glavne vrste eksplozij, njihovo razvrstitev po vrstah kemijskih reakcij in gostote snovi. Reakcije razgradnje, redox, polimerizacije, izomerizacije in kondenzacije, mešanice na podlagi eksplozij.
povzetek, dodan 06.06.2011
Industrijska obdelava vode. Kompleks operacij, ki zagotavljajo čiščenje vode. Homogeni in heterogeni nesatalitski procesi v fazah tekočih in plinov, njihovi vzorci in načini intenzifikacije. Primerjava različnih vrst kemičnih reaktorjev.
predavanje, dodano 29.03.2009
Metode pridobivanja barvil. Pridobivanje sinteze natrijevega sulfanilata. Značilnosti prvotne surovine in nastalega izdelka. Izračun kemičnih in tehnoloških procesov in opreme. Matematični opis kemijske metode proizvodnje natrijevega sulfanilata.
teza, dodana 10/21/2013
Koncept in izračun hitrosti kemijskih reakcij, njenega znanstvenega in praktičnega pomena in uporabe. Besedilo zakonodaje obstoječih mas. Dejavniki, ki vplivajo na hitrost kemijskih reakcij. Primeri reakcij, ki se pojavijo v homogenih in heterogenih sistemih.
predstavitev, dodana 04/30/2012
Koncept in pogoje za prehod kemijskih reakcij. Značilnosti reakcij spojine, razgradnje, zamenjave, izmenjave in njihove uporabe v industriji. Redox reakcije, ki temeljijo na metalurgiji, bistvu valence, vrste transesterifikacije.
povzetek, dodan 01/27/2012
Vrednost vode za kemično industrijo. Priprava vode za proizvodni procesi. Katalitski procesi, njihova razvrstitev. Učinek katalizatorja na hitrost kemijsko-tehnoloških procesov. Materialno ravnovesje peči žvepla.
izpit, dodan 01/18/2014
Mehanizmi izpostavljenosti ultrazvoku v kemijske reakcije. V razvoju in izvajanju tehnoloških procesov. Tehnologije, ki se izvajajo z ultrazvokom. Natančno čiščenje in razmaščevanje. Razikon polimers in kovine.