Теория и практика низких температур.Часть 1.

16 июня 2004, среда 12:40
для раздела Блоги
Наконец-то у меня появилось время,когда я могу сесть и сделать
пару записей для своей персональной странички!
Начиная с этой и в последующих записях и статьях будут изложены
материалы посвещённые как просто методам и способам охлаждения
так и теории низких температур.
Нус начнёмс!
Ниже будут приведены химические реакции,при протекании которых
поглащается большое количество теплоты.
ВНИМАНИЕ!
Данные реакции проводились в специально оборудованных лаборато-
риях,не пытайтесь провести их сами(если вы алхимик это к вам не
относится),да и не сможете, не найдёте наверное таких реагентов.

В 1810 году при быстром замораживании воды в вакууме позволило
Д.Лесли собрать первую машину для получения искусственного льда.
В 1875 году К.Линде была создана установка,положившая начало
современной криогенной технике-компрессионная машина работающая
на аммиаке.
Поясню что такое умеренный и глубокий холод.Умеренный это холод
в диапозоне температур от 270К до 120К,глубокий-ниже 120К
(1К(Кельвин)=1С(Цельсий)+273градуса).
В лабораторных условиях для получения умеренного холода применяют
Смеси льда с солями,кислотами или щелочами.Низкие температуры
порядка 200К(-73С) получают применяя смеси твёрдой углекислоты
(сухой лёд) с эфирами или спиртами.

И наконец для получения сверхнизких температур используют расширения
сжатых газов, термоэлектрические явления,адиабатическое размагничивание.
Теперь перейдём к тем самым реакциям.
низкотемпературное взаимодействие щелочных металлов(Дж.Дьюар)
2Na + F2=2NaF(температуры ниже 85К(-188С)).

Для следующей реакции характерен сильный скачок скорости с понижением температуры (интервал от 80К до 90К).
2NO + O2=N2O4.
С понижением температур в ходе реакции концентрация NO2 возрастает,и
если скорость этого процесса будет больше скорости умеьшения числа
соударений,то общий температурный коэффициент будет принемать
отрицательные значения.
Главной особенностью самопроизвольных реакций,протекающих при низких температурах является то,что энергия для "зарождения" реакции идёт из
самой системы,а не из вне.
Другим источником инициирования(зарождения) реакции является наличие
высокой равновесной сосредоточенности действующих частиц(атомов и радикалов).
В некоторых системах такая сосредоточенность достигается за счёт обмена
энергией при соударениях.
Примером может стать вышеприведенная реакция со фтором,в виду его большой активности при низких температурах он всё же характеризуется низкой
энергией атомизации.
Особым видом инициирования являются процессы основанные на изменении химической связи в молекулах реагентов при изменении их агрегатного состояния,сопровождающемся понижением температуры.Активация молекул
происходит при образовании молекулярныхкомплексов или с переносом заряда
в тех же комплексах:
CH3CH=CH2 + Cl2 CH3-CHCl-CH2Cl (91 K),

(CH3)2C=CH2 + Cl2 (CH3)2CCl-CH2Cl (130 K),

(CH3)2C=CH2 + HBr (CH3)2CBr-CH3 (119 K),

(CH3)2C=CH2 + HCl (CH3)2CCl-CH3 (155 K).

МАТРИЧНАЯ КРИОХИМИЯ
Матричная криохимия основана на соконденцации активных частиц при очень низких
температурах с избытком инертного(не взаимодействующего с другими веществами)
вещества.Далее реакция проходит при последующей конденсации дополнительного реагента.
Матричная криохимия связана с необходимостью более низких температур жидкого гелия
(температура кипения -269С,самая низкая для жидкостей),без которых невозможна дальнейшая
конденсация(впрчем можно заставить газ/жидкость совершать работу,при этом он будет
оттдавать тепло и соответственно охлаждаться).
В заключении хочу сказать,что невозможно сразу выплеснуть накопившиеся знания
и материалы,но на этот раз хватит!
А на досуге почитайтеэто:
1.Криохимия / Под. ред. М. Московиц, Г. Озин. М.: Мир, 1979.
2.Орехов И.И., Обрезков В.Д. Холод в процессах химической технологии. Л.: Изд-во ЛГУ, 1980.
3.Третьяков Ю.Д., Олейников Н.Н., Можаев А.П. Основы криохимической технологии. М.: Высшая школа, 1987.
4.Мир металлов и сплавов за 1969 год,к сожелению автора не помню.
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают