Дипломная работа

от 20 дней
от 9999 рублей

Заказать

Курсовая работа

от 10 дней
от 1999 рублей

Заказать

Реферат

от 3 дней
от 699 рублей

Заказать

Контрольная работа

от 3 дней
от 99 рублей
за задачу

Заказать

Диссертация

Сроки и стоимость индивидуальные

Заказать

Главная - Естествознание - Средства управления химическими процессами

Средства управления химическими процессами Естествознание. Реферат

  • Тема: Средства управления химическими процессами
  • Автор: Валерий
  • Тип работы: Реферат
  • Предмет: Естествознание
  • Страниц: 25
  • Год сдачи: 2006
  • ВУЗ, город: Москва
  • Цена(руб.): 500 рублей

Заказать персональную работу

Выдержка

Введение
Направленное воздействие на химическую систему - управление выходом продуктов и скоростью химического процесса - относится к числу важнейших задач, которые стоят перед человечеством. Одной из важнейших проблем развития химической промышленности является проблема управления химическими процессами. Однако набор методов управления химическими процессами удивительно мал, особенно в сравнении с числом реакций и соединений, известных современной химии.
Управление химическими превращениями и процессом в целом определяется характером и закономерностями физико-химических и физических процессов. Поэтому для создания теории и методов управления химическими процессами необходимо познание основных законов их протекания и сознательное использование найденных закономерностей.
Существует множество методов воздействия на химическую систему.
Наиболее общими методами управления химическими процессами являются термическое воздействие на химическую систему и влияние растворителя.
Также для управления химическими процессами необходимо владеть, с одной стороны, теорией катализа, помогающей предвидеть каталитическое действие и выбрать наилучший химический состав катализатора, а с другой, теорией радиационно-химических процессов и электролиза, позволяющим определить влияние всех физических факторов на скорость химических превращений, дать методы масштабного переноса результатов лабораторных исследований и определения оптимальных условий.
Все остальные способы воздействия на химическую систему (механические, акустические и т.п.) вне зависимости от степени их действенности носят частный характер и уже хотя бы поэтому не могут быть возведены в ранг методов управления химическим процессом.

Влияние температуры на скорость химических реакций
Температура является очень важным фактором, определяющим скорость реакции, и, соответственно, являющейся методом управления процессом этой реакции.
Опытным путем было установлено, что при повышении температуры на каждые 10 0С скорость большинства химических реакций возрастает в 2 4 раза (температурный коэффициент скорости реакции). При понижении температуры скорость реакций во столько же раз уменьшается. Значительное увеличение скорости реакций при повышении температуры нельзя объяснить одним только увеличением числа столкновений между молекулами. Согласно кинетической теории, скорость движения молекул растет пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры, тогда как скорость реакции увеличивается гораздо быстрее.
Следует считать, что повышение температуры не только вызывает более частые столкновения, но и увеличивает число эффективных столкновений, в результате которых происходит химическое взаимодействие, т.е. увеличивает относительное количество активных молекул. Это может быть объяснено тем, что по мере повышения температуры молекулы становятся менее стойкими и, следовательно, более склонными к химической реакции.[2]
Для количественного описания температурных эффектов в химической кинетике используют два соотношения - правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса.
Правило Вант-Гоффа математически выглядит следующим образом:
, где Т температурный коэффициент скорости (=2-4). Правило Вант-Гоффа является очень грубым и применяется только в очень ограниченном интервале температур.
Гораздо более точным является уравнение Аррениуса, описывающее температурную зависимость константы скорости:
, где R - универсальная газовая постоянная; A - предэкспоненциальный множитель, который не зависит от температуры, а определяется только видом реакции; EA - энергия активации, которую можно охарактеризовать как некоторую пороговую энергию: грубо говоря, если энергия сталкивающихся частиц меньше EA, то при столкновении реакция не произойдет, если энергия превышает EA, реакция произойдет. Энергия активации не зависит от температуры.
Графически зависимость k(T) выглядит следующим образом (рисунок 1)[3]:
Рис.1 График зависимости константы скорости от температуры.
При низких температурах химические реакции почти не протекают: k(T) 0. При очень высоких температурах константа скорости стремится к предельному значению: k(T) A. Это соответствует тому, что все молекулы являются химически активными и каждое столкновение приводит к реакции. [3]
Возможность управлять химической реакцией при помощи изменения температуры, на первый взгляд, имеет ряд неоспоримых преимуществ - высокая эффективность при низких материальных и энергетических затратах, доступность и хорошо развитую научную базу. Однако способ термического воздействия на химическую систему имеет ограничения, обусловленные температурным интервалом устойчивости различных веществ и фазовым состоянием участников химического процесса.
Электролиз
Электролиз это совокупность процессов, протекающих в растворе или расплаве электролита, при пропускании через него электрического тока. Электролиз является одним из важнейших направлений в электрохимии.
Электролиз протекает только в тех средах, которые проводят электрический ток. Способностью проводить ток обладают также водные растворы оснований и солей. Безводные кислоты очень плохие проводники, но водные растворы кислот хорошо проводят ток. Растворы кислот, оснований и солей в других жидкостях в большинстве случаев тока не проводят, точно так же не проводят тока водные растворы сахара, спирта, глицерина и другие растворы с нормальным осмотическим давлением.
Электрический ток, проходя через растворы, вызывает в них химические изменения, выражающиеся в том, что из растворов выделяются продукты разложения растворенного вещества или растворителя. Вещества, растворы которые проводят электрический ток, получили названия электролитов. Электролитами являются кислоты, основания и соли.
Химический процесс, происходящий при пропускании тока через раствор электролита, называется электролизом. Исследуя продукты, выделяющиеся у электрода, при электролизе кислот, оснований и солей, установили, что у катодов всегда выделяются металлы и водород, а у анода кислотные остатки или гидроксильные группы, которые затем подвергаются дальнейшим изменениям. Таким образом, первичными продуктами электролиза оказываются те же части кислот, оснований и солей, которые при реакциях обмена, не изменяются, переходят из одного вещества в другое.
Примером электролиза может служить электролиз расплава хлорида магния. При прохождении тока через расплав MgCl2 катионы магния по действием электрического поля движутся к отрицательному электроду. Здесь, взаимодействуя с приходящими по внешней цепи электронами, они восстанавливаются.
Mg2+ +2e-=Mg
Анионы хлора перемещаются к положительному электроду, и, отдавая избыточные электроны, окисляются. При этом первичным процессом является собственно электрохимическая стадияокисление ионов хлора:
2Cl-=2Cl+2e-
а вторичнымсвязывание образующихся атомов хлора в молекулы:
2Cl=Cl2
Складывая уравнения процессов, протекающих у электродов, получим суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, происходящей при электролизе расплава MgCl2:
Mg2+ + 2Cl-l=Mg + Cl2
Эта реакция не может протекать самопроизвольно; энергия, необходимая для её осуществления, поступает от внешнего источника тока.
Как и в случае химического источника электрической энергии, электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом; электрод, на котором происходит окисление, называется анодом. Но при электролизе катод заряжен отрицательно, а анодположительно, т.е. распределение знаков заряда электродов противоположно тому, которое имеется при работе гальванического элемента. При электролизе химическая реакция осуществляется за счёт энергии электрического тока, подводимой извне, в то время как при работе гальванического элемента энергия самопроизвольно протекающей в нем химической реакции превращается в электрическую энергию.

Содержание

1. Введение ....стр. 2
2. Основная часть:
2.1. Влияние температуры на скорость химических реакций ....стр. 3
2.2. Электролиз ... стр. 5
2.3. Радиационно-химические процессы ....стр. 12
2.4. Растворитель как средство управления химическими процессами ...стр. 16
2.5. Современный катализ .....стр. 21
3. Заключение ..стр. 24
4. Список литературы ..стр. 25

Литература

1. Афанасьев В.А., Зайков Г.Е. В мире катализа. М.:Наука, 1977.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.:Химия, 1986.
3. Еремин В.В., Каргов С.И., Кузьменко Н.Е. Задачи по физической химии. В 2-х частях. - М.: МГУ, 1999.
4. Кабакчи С.А., Булгакова Г.П. Радиационная химия в ядерном топливном цикле. М.: РХТУ им. Д.И. Менделееева, 1997.
5. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. Изд.3-е. М.:Академический Проект, 2004.
6. Краткая химическая энциклопедия. Т.4, - М.:Советская энциклопедия, 1965.
7. Фиалков Ю.Я. Растворитель как средство управления химическим процессом. Л.: Химия, 1990.
8. Хасин А.А., Сипатров А.Г., Пармон В.Н. Контрактные каталитически активные мембраны для процесса синтеза Фишера-Тропша. Мембраны. Информационно-аналитический журнал. М.: ВИНИТИ, 2005, №4.

Форма заказа

Заполните, пожалуйста, форму заказа, чтобы менеджер смог оценить вашу работу и сообщил вам цену и сроки. Все ваши контактные данные будут использованы только для связи с вами, и не будут переданы третьим лицам.

Тип работы *
Предмет *
Название *
Дата Сдачи *
Количество Листов*
уточните задание
Ваши Пожелания
Загрузить Файлы

загрузить еще одно дополнение
Страна
Город
Ваше имя *
Эл. Почта *
Телефон *
  

Название Тип Год сдачи Страниц Цена
Пространство и время Реферат 2006 14 500
Форма вселенной Реферат 2006 17 500
Ноосфера по Вернадскому Реферат 2007 17 500
Предмет, задачи и методы естествознания Реферат 2006 14 500
Особенности средневековых воззрений на природу Реферат 2005 19 500
Методология - основа формирования новых теорий, воззрения и принципов в естествознании Реферат 2007 18 500
Ноосфера Реферат 2007 16 500
Образование Солнечной системы Реферат 2007 13 500
Чувственные формы познания и установление научного факта Реферат 2007 25 500
Естественно-научное представление о зарождении живой материи Реферат 2007 17 500
курсовые, дипломные, контрольные на заказ скидки на курсовые, дипломные, контрольные на заказ

© 2010-2016, Все права защищены. Принимаем заказы по всей России.