На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Изучение топохимической реакции

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 13.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 24. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
Введение.
Катализ (от греч. katalysis — разрушение), изменение скорости химических реакций в присутствии веществ, вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с реагирующими веществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химический состав. Реакции с участием катализаторов называются каталитическими. Количество реагирующего вещества, которое может испытать превращение в присутствии определённого количества катализатора, не ограничивается какими-либо стехиометрическими соотношениями и может быть очень большим. Этим каталитические реакции отличаются от индуцируемых, или  когда одна реакция вызывается или ускоряется (индуцируется) другой и происходит необратимое превращение вещества-индуктора. Возможные изменения катализатора при каталитических реакциях являются результатом побочных процессов, ни в коей мере не обусловливающих каталитическое действие.
 
Воздействие катализатора открывает новый реакционный  путь, обычно с большим числом стадий, на котором катализатор входит в  состав активного комплекса по крайней мере одной из стадий. Если при этом скорость реакции становится больше, чем в отсутствие катализатора, то К. называется положительным (его нередко отождествляют с общим понятием К.). Возможен и обратный случай, когда происходит отрицательный К.: в присутствии катализатора исключается один из возможных путей реакции и остаются лишь более медленные, в результате чего реакция замедляется или даже практически полностью подавляется . Особый случай К. — ускорение реакции при воздействии продукта реакции или одного из промежуточных веществ, образующихся при реакции.
К. не связан с изменением свободной  энергии катализатора, и воздействие  катализатора не может поэтому смещать положение равновесия химической реакции. Вблизи состояния равновесия катализаторы в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакцию.
 
Основным фактором, определяющим скорость химического превращения, является энергия активации (Е) — разность энергий активного комплекса и исходных реагирующих молекул. Если предположить, что реакция не нарушает равновесного распределения энергии между молекулами, то вероятность образования активного комплекса, а следовательно, и скорость реакции в первом приближении пропорциональна exp (—E/RT), где R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура. Отсюда следует, что скорость реакции тем больше, чем меньше Е, и вследствие экспоненциальной зависимости возрастает значительно даже при небольшом снижении Е. Число стадий и промежуточных продуктов часто бывает значительно большим. Взаимодействие реагирующих веществ с катализатором может и не приводить к образованию стабильной формы промежуточного соединения. Но и в этом случае катализатор входит в состав активного комплекса и взаимодействие реагирующих веществ с катализатором определяет реакционный путь. Если энергии активных комплексов всех стадий реакционного пути с участием катализатора ниже энергии активного комплекса реакции без катализатора (т. е.    и Eниже E1), то участие катализатора приведёт к увеличению скорости (положительный К.). Во многих случаях К. ускорение реакции достигается благодаря появлению богатых энергией частиц в процессе самой реакции, причём их концентрация может превосходить равновесную. Например, каталитическое воздействие воды на окисление окиси углерода связано с развитием реакционных путей с участием гидроксильных групп и атомов водорода. Отрицательный К. часто связан с прекращением цепной реакции вследствие обрыва цепей при взаимодействии отрицательного катализатора с активными частицами. Примером может служить замедляющее влияние кислорода на соединение водорода с хлором.
 
Характер промежуточного химического взаимодействия при  К. весьма разнообразен. Обычно различают  две группы каталитических процессов: кислотно-основной (гетеролитический) и окислительно-восстановительный (гомолитический). В процессах первой группы происходит промежуточное кислотно-основное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором, например переход протона от катализатора к реагирующим веществам или наоборот. На последующих стадиях протон перемещается в обратном направлении, и катализатор восстанавливает свой состав. При К. апротонными кислотами взаимодействие осуществляется через свободную пару электронов реагирующего вещества. Примерами кислотно-основного К. могут служить гидролиз сложных эфиров, ускоряемый кислотами; гидратация олефинов в присутствии фосфорно-кислотных катализаторов; изомеризация и крекинг углеводородов на алюмосиликатных катализаторах; алкилирование; полимеризация и многие другие реакции. При реакциях окислительно-восстановительного К. промежуточное взаимодействие связано с электронными переходами между катализатором и реагирующими веществами. К этой группе относятся окисление двуокиси серы в трёхокись в производстве серной кислоты; окисление аммиака до окиси азота при получении азотной кислоты; многочисленные процессы парциального окисления органических соединений, например этилена в окись этилена, нафталина во фталевый ангидрид; гидрогенизация; дегидрогенизация; циклизация и ароматизация углеводородов; разложение перекиси водорода и многие др. Каталитической активностью в отношении окислительно-восстановительных реакций обладают преимущественно металлы 4-, 5- и 6-го периодов системы Д. И. Менделеева, имеющие недостроенную d-оболочку электронов, их соединения и в меньшей мере соединения элементов с достраивающейся f-оболочкой (лантаноиды и актиноиды).
 
Рассмотренные группы далеко не охватывают всё разнообразие каталитических реакций. Характер промежуточного взаимодействия при К. гораздо более  сложен и зависит от всех деталей  электронной структуры как реагирующих веществ, так и катализатора. Конкретные механизмы каталитических реакций многообразны и пока лишь в немногих случаях твёрдо установлены.
 
В зависимости от фазового состояния  реагирующих веществ и катализатора различают гомогенный и гетерогенный К. Промежуточное положение занимает микрогетерогенный К. в коллоидных системах (например, К. ферментами). При гомогенном К. катализатор и реагирующие вещества образуют одну однородную систему, границы раздела между катализатором и реагирующими веществами отсутствуют. При гетерогенном К. катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах и отделены друг от друга границей раздела. Наиболее важны случаи, когда катализатор является твёрдым телом, а реакционная система образует жидкую или газообразную фазу. Промежуточное взаимодействие происходит при этом преимущественно на поверхности твёрдого катализатора.
 
Выбор состава катализатора для определённой реакции является очень сложной  проблемой, решаемой пока главным образом  эмпирическим путём. В СССР предложен  и развит ряд теоретических подходов, основанных на корреляции отдельных  частных свойств катализаторов  с их активностью. Так, мультиплетная теория К. (первые публикации 1929) предполагает промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с несколькими атомами на поверхности твёрдых катализаторов и придаёт решающее значение соответствию расстояний между атомами в молекулах реактантов и параметров кристаллической структуры катализатора. В дальнейшем теория была дополнена представлением о необходимости определённого соответствия энергий связей, разрывающихся и образующихся в результате реакции, и энергий связей реактантов с катализатором при промежуточном взаимодействии. Значительное распространение в 50-х гг. получило представление о зависимости каталитической активности твёрдых катализаторов, обладающих полупроводниковыми свойствами, от их электрических характеристик, — так называемая электронная теория К. По этой теории предполагается, что промежуточное взаимодействие реактантов с катализатором осуществляется при участии электронов проводимости твёрдого катализатора и поэтому зависит от его коллективных электронных свойств — расположения энергетических зон и локальных уровней электронов, работы выхода электрона, концентрации носителей тока и др. В гетерогенном К. широко использовалось предположение (выдвинутое в 1939) о существовании на поверхности твёрдых катализаторов особых активных центров, представляющих собой ребра, углы или различные структурные нарушения (дислокации) нормальной кристаллической структуры. Предполагалось также, что при нанесении каталитически активного вещества на инертный носитель особые каталитические свойства проявляют отдельно расположенные атомы или совокупности небольшого числа атомов — ансамбли.
 
Появление точных методов определения поверхности  катализаторов позволило установить, что активность, отнесённая к единице  поверхности (удельная каталитическая активность), определяется химическим составом и очень мало зависит  от структурных дислокаций. Удельная каталитическая активность различных  граней кристаллов иногда различается  в несколько раз. Большое влияние  на активность оказывают нарушения  химического состава (отклонение от стехиометрии, внедрение примесей, локальные химические образования  и т.п.).
 
В 60-е годы промежуточное химическое взаимодействие в гетерогенном К. рассматривается преимущественно как локальное, определяемое электронной структурой отдельных атомов или ионов каталитически активного компонента на поверхности катализатора с учётом влияния ближайшего окружения. Значительную помощь в развитии этого подхода оказала обнаруженная экспериментально аналогия в действии твёрдых катализаторов, содержащих определённый металл, при гетерогенном К. и растворимых комплексов, компонентом которых является тот же металл, при гомогенном К. в растворах. При этом используются теории кристаллического поля и поля лигандов, ещё ранее успешно применявшиеся в химии комплексных соединений. Для ряда классов катализаторов и каталитических реакций установлены корреляции между каталитической активностью и энергиями связей реактантов с катализатором при промежуточном взаимодействии, облегчающие в отдельных случаях подбор катализаторов.
 
Первые  научные сведения о К. относятся  к началу 19 в. В 1806 французские химики Н. Клеман и Ш. Дезорм открыли каталитическое действие окислов азота на окисление сернистого газа в камерном процессе получения серной кислоты, В 1811 русский химик К. С. Кирхгоф открыл, что разбавленные кислоты способны вызывать превращение крахмала в сахар (глюкозу); в 1814 им же было установлено, что эту реакцию может катализировать диастаза из ячменного солода, — так было положено начало изучению биологических катализаторов — ферментов. В 1818 французский химик Л. Тенар установил, что большое число твёрдых тел оказывает ускоряющее действие на разложение растворов перекиси водорода, а английский химик Г. Дэви открыл способность паров спирта и эфира окисляться кислородом на платине. В 1822 нем. химик И. Дёберейнер установил, что водород и кислород соединяются на платине при обычной температуре. За этим последовало открытие и ряда др. примеров резкого положительного действия веществ на скорость или возникновение химических реакций. Это привело к выделению особой группы явлений, названных нем. химиком Э. Мичерлихом контактными (1833) и швед. химиком И. Берцелиусом каталитическими (1835).
 
В дальнейшем было открыто большое  число каталитических реакций, и  за последние 50 лет К. стал ведущим  методом осуществления химических реакций в промышленности. Применение катализаторов позволяет проводить  химические превращения с высокими скоростями при небольших температурах — большинство промышленных каталитических процессов без катализаторов  вообще не могло бы быть реализовано. Подбирая катализаторы, можно направлять химические превращение в сторону  образования определённого продукта из ряда возможных. Применение стереоспецифичных катализаторов позволяет регулировать и строение конечных продуктов, например полимеров. С помощью К. в начале 20 в. была решена проблема фиксации азота воздуха. Промотированные железные и другие катализаторы позволили преодолеть химическую инертность элементарного азота и осуществить синтез аммиака. Одновременно был разработан каталитический метод получения азотной кислоты путём окисления аммиака на платиновых сетках. На каталитических реакциях основываются современные методы получения водорода из природного газа. Каталитические методы занимают господствующее положение и в технологии нефтепереработки. Сотни миллионов тонн высококачественного моторного топлива производятся с помощью каталитических реакций крекинга, гидрокрекинга, риформинга, циклизации и изомеризации углеводородов нефти. Особенно большую роль играют каталитические методы в осуществлении процессов органического синтеза. В нашей стране впервые в мире было разработано и реализовано производство синтетического каучука, основанное на превращении этилового спирта в дивинил с помощью многокомпонентного окисного катализатора Лебедева. Каталитические методы используются для получения подавляющего большинства продуктов нефтехимического синтеза: растворителей, ароматических углеводородов, мономеров для производства синтетических каучуков, синтетических волокон и др. полимерных материалов. Катализаторы широко используются и для полимеризации.
 
К. играет ведущую роль в химических превращениях в живой  природе. Вся сложная система  управления жизненными процессами в  организмах основана на каталитических реакциях. Биологические катализаторы, называемые ферментами или энзимами, представляют собой вещества белковой природы с химически активными  группами, часто включающими в  свой состав атомы переходных элементов. По некоторым свойствам ферменты превосходят промышленные катализаторы. В СССР и за рубежом широко ведутся исследования новых типов сложных синтетических катализаторов — комплексных соединений, органических полупроводников, полимеров, характеризующихся более простым составом по сравнению с ферментами, но моделирующих в известной степени их действие. Науке о К. принадлежит существенная роль как в прогрессе химической промышленности, так и в раскрытии важнейших биологических закономерностей.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Литературный обзор
 
КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТОПОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАЗНЫХ ТИПОВ
Знание кинетических закономерностей  топохимических процессов и характера изменения удельной поверхности в ходе этих процессов чрезвычайно- важно для регулирования топохимической стадnn приготовления катализаторов.
Как известно, топохимические процессы обладают рядом специфических  особенностей: локализацией их на межфазовых поверхностях, наличием не- только химических, но и кристаллизационных стадий, явлениями автоката  лиза и многими другими.
Эти особенности привели  к тому, что для топохимических процессов почти не известны не только кинетические константы элементарных стадий, но в ряде случаев и константы, определяемые из формальных кинетических уравнений.
Поэтому задача изучения кинетики топохимических процессов  и дифференциация механизмов разных групп этих процессов весьма актуальны.
В настоящем исследовании изучался ряд топохимических процессов  типа.
А (тв.)+ В (тв.) >газ,
а именно процессы разложения гидратированных  оксалатов различных металлов: магния, марганца, тория, кальция, железа, никеля, кобальта и меди.
Поскольку и сами оксалаты, и продукты их разложения (окиси, металлы) являются катализаторами ряда процессов, то естественно, что знание кинетических особенностей процессов их разложения может выявить новые возможности для регулирования свойств окисных и металлических катализаторов.
Исследуемые процессы дегидратации и разложения оксалатов можно  разделить на три группы.
    группа — дегидратация гидратированных оксалатов и разложение дегидратированных оксалатов марганца, магния, двухвалентного железа, сопровождающееся образованием соответствующих окисей. В ходе этих процессов не происходит изменения валентности катионов и, по-видимому,, окислительно-восстановительные стадии не имеют места.
    группа — реакции разложения дегидратированных оксалатов никеля, кобальта и меди, протекающие с образованием металлов или смеси окислов- и металлов.
И, наконец, к III группе относится  оксалат трехвалентного железа, дегидратация и разложение которого совершаются по параллельно-последовательной схеме, одна из стадий которой является окислительно-восстановительной
Исследование кинетики перечисленных процессов проводилось  двумя весовыми методами — с помощью  весов Мак-Бена, присоединенных к  вакуумной установке, и с помощью дериватографа, дающего возможность одновременно проводить термогравиметрический и дифференциально-термический анализы и получать сведения о фазовом составе продуктов реакции и знаке теплового эффекта процесса. В точках фазового превращения проводился также рентгеноструктурный анализ. Дериватограф позволял во время одного и того же опыта при линейном подъеме температуры получать данные по потере веса (ТГ) и скорости потери веса (ДТГ). Наличие значений по степеням превращения (а), определяемых из кривой ТГ, и скорости процесса при линейном подъеме температур давало возможность использовать кинетические уравнения в дифференциальной форме при неизотермическом режиме.
Измерения проводили в  токе очищенного и осушенного азота, пропускаемого над тонким слоем исследуемого вещества, что позволяло нивелировать диффузионные торможения. Количество исследуемого вещества подбирали таким образом, чтобы перепад температур в образце, определяемый по формуле Шестака [1], не превышал 2—3° С. Поле температур в печи было без- градиентно.
В исследовании была также  использована методика спиральных кварцевых весов Мак-Бена, соединенных с вакуумной установкой. Реакционные сосуды (весы Мак-Бена) помещали в малоинерционную стеклянную электропечь. Постоянство температуры поддерживали электронным регулятором типа ЭРМ-47 с точностью до +1° С. Применяемая методика позволяла наряду с кинетическими измерениями проводить и адсорбционные на одних и тех же образцах при разных степенях превращения. Удельную поверхность определяли по изотермам адсорбции нормального гептана при комнатной температуре по формуле БЭТ.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ТОПОХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ МЕЖДУ МЕТАЛЛАМИ В  ТВЕРДОЙ ФАЗЕ
Соединение металлов в  твердой фазе независимо от природы  движущих сил процесса и состояния  соединяемых поверхностей можно  представить как химическую реакцию, в результате которой между атомами  двух соединяемых поверхностей образуются устойчивые электронные структуры, присущие атомам в объеме.
С позиций теории твердофазных топохимических реакций и теории активных центров процесс образования прочного соединения при сварке материалов в твердой фазе состоит из трех основных стадий: образование физического контакта, активация поверхностей и объемное взаимодействие веществ [1-4].
Для протекания этого процесса всегда требуется энергия активации, величина которой определяется природой соединяемых материалов, состоянием поверхностей и составом окружающей среды.
Тот факт, что при разнообразных  способах сварки металлов в твердом состоянии давлением (холодная, взрывом, термокомпрессионная, диффузионная, магнитоимпульсная и т. п.) прочность соединения, достигаемая за время ~10 сек, может составлять величину, соизмеримую с прочностью соединяемого материала, говорит о том, что активация атомов соединяемых поверхностей осуществляется в основном за счет энергии, высвобождаемой при выходе в зону физического контакта дефектов кристаллической решетки, являющихся следствием термически активируемой пластической деформации приконтактных объемов металла. Химическое взаимодействие (образование металлических связей) между соединяемыми поверхностями происходит на активных центрах, которые можно представить как участки поля упругих искажений вокруг вышедших в зону физического контакта отдельных дислокаций или их скоплений, в пределах которых энергетическое состояние атомов соответствует уровню, необходимому для разрыва старых и образования новых связей.
Роль температуры как  активирующего фактора в химическом взаимодействии весьма сложна. С одной стороны, повышение температуры способствует ослаблению прочности связей в хемосорбированном слое металл — кислород и увеличению скорости пластической деформации (т. е. повышению плотности движущихся дислокаций и частоты их выхода в зону физического контакта).
С другой стороны, повышение  температуры интенсифицирует релаксационные процессы как непосредственно при деформации металла, так и при выходе  дислокаций в зону контакта, т. е. снижает эффективность использования энергии пластической деформации как вследствие аннигиляции части дефектов в объеме, так и из-за снижения уровня энергии упругих искажений в поле дислокаций, вышедших в зону контакта.
Схема пластического деформирования соединяемых материалов в условиях
сварки давлением аналогична схеме пластического деформирования материалов при ползучести. Поэтому кинетику образования соединения, предопределяемую процессами развития физического контакта и образования прочных связей, необходимо анализировать на основе закономерностей ползучести соединяемых материалов в условиях сварки.
Поведение материала при  ползучести зависит от его исходного  состояния, условий испытания (температура, давление) и контролируется термически активируемыми процессами. В температурной  области, в которой обычно осуществляют сварку в твердом состоянии давлением  с подогревом, наличие на кривых ползучести периода активного деформирования обусловлено процессами преодоления сил Пайерлса, поперечного скольжения или процессом пересечения дислокаций, ответственным за пластическую деформацию и протекающими без задержки. Образование барьеров в результате взаимодействия движущихся дислокаций, необходимость преодоления этих барьеров и уменьшение плотности движущихся дислокаций являются причиной того, что этап неустановившейся ползучести характеризуется непрерывным уменьшением скорости пластической деформации.
Наступление установившейся ползучести следует рассматривать  как начало равновесия между скоростью  возврата барьеров и скоростью их возникновения в результате деформации при ползучести. Очевидно, даже одинаковые значения скоростей ползучести соединяемых материалов при различных сочетаниях температуры и давления должны обеспечивать в соответствии с механизмами, контролирующими процесс пластической деформации, различные условия образования соединения (особенности развития физического контакта, обусловленные дискретностью самого процесса пластической деформации; частота выхода в зону физического контакта отдельных дислокаций или пачки дислокаций; величина энергии, высвобождаемая при выходе дислокации, и скорость релаксации этой энергии в объеме, прилегающем к месту выхода дислокации).
Принципиально любая энергетическая стимуляция скорости пластической деформации соединяемых материалов в условиях сварки, выражающаяся в повышении плотности движущихся дефектов кристаллической решетки, должна снижать степень затрудненности элементарного акта взаимодействия (образование металлической связи), т. е. снижать высоту потенциального барьера, истинное значение которого может быть найдено аналитическим путем с учетом исходного состояния соединяемых поверхностей при правильном определении понятия активированного комплекса для конкретного случая взаимодействия.
При некоторых допущениях критерием степени затрудненности элементарного акта взаимодействия может служить величина кажущейся энергии активации процесса.
Таким образом, сопоставление  кинетики развития пластической деформации ползучести соединяемых материалов в условиях сварки с кинетикой развития физического контакта и химического взаимодействия (определяемой условиями активации атомов соединяемых поверхностей, вступивших в физический контакт) должно определить вклад отдельных этапов ползучести (контролируемых скольжением, поперечным скольжением или переползанием дислокации) в общую кинетику роста прочности.
Сравнение кинетических кривых показывает, что прочность соединения, достигнутая за период активного  деформирования (за время ~10 сек, которое  принято за нуль отсчета времени), при различных температурах и  постоянной скорости приложения нагрузки зависит от величины накопленной деформации.
Для объяснения этого явления  проанализируем, на основе имеющихся  экспериментальных данных ситуацию, имеющую место в зоне контакта в процессе соединения. В момент нагружения металлических образцов, соединяемые поверхности которых геометрически неоднородны, происходит интенсивная пластическая деформация микроперовностей обработки. Скорость вступления атомов соединяемых поверхностей в физический контакт при этом полностью предопределяется сопротивляемостью материала микровыступов пластическому деформированию в условиях сварки. Естественно, что представленные кривые развития пластической деформации соединяемых образцов при сварке на начальных этапах процесса не отражают характера распределения общей накопленной деформации между микронеровностями обработки и объемом образца в целом. Несмотря на малые значения общей объемной деформации соединяемых образцов, микронеровности на их поверхностях за время нагружения (~10 сек) могут быть сильно деформированы. Поэтому можно говорить об аналогии между начальными периодами сварки давлением с подогревом с ограниченной пластической деформацией и холодной сваркой давлением.
При холодной сварке давлением  интенсивность пластической деформации приконтактных областей металла достигает высоких значений, в связи с чем в состояние физического контакта вступают атомы, энергетически подготовленные к образованию между собою химических (металлических) связей, т. е. средний энергетический уровень, приходящийся на каждый атом, вступающий в физический контакт, превосходит высоту потенциального энергетического барьера элементарного акта взаимодействия (образования металлической связи). По этой причине прочность соединения при сварке давлением с подогревом с ограниченной деформацией, достигнутая за время, целиком предопределяется значением деформации, накопленной за это время. Следует также подчеркнуть, что упомянутая выше аналогия в своей основе имеет одинаковый механизм элементарного акта взаимодействия.
В период неустановившегося  этапа ползучести имеет место  дальнейший рост прочности соединения, интенсивность которого в соответствии со скоростью развития деформации ползучести при различных температурах падает во времени. Процесс образования металлических связей между поверхностными атомами, вступающими в физический контакт, в этот период времени мин) должен характеризоваться увеличением степени затрудненности элементарного акта взаимодействия, максимальное значение которой достигнет к началу этапа установившейся ползучести.
Низкая интенсивность  роста прочности соединения при  временах t> 4 мин подтверждает, что с начала этапа установившейся ползучести скорости процессов развития физического контакта и химического взаимодействия (образования металлических связей) резко падают.
Таким образом, интенсивная  деформация микронеровностей обработки  в начальный период сварки, обусловленная  высокими истинными давлениями в  зоне контакта, с одной стороны, и  действием низкоэнергетических  источников дислокаций (обеспечивающих процесс пластической деформации), с другой, приводят к значительному развитию физического контакта и сопровождается высокой плотностью и частотой выхода микродефектов на по-
верхность в зону контакта. Это обеспечивает высокий уровень активации соединяемых поверхностей и, как результат, достаточно высокую скорость химического взаимодействия между атомами, вступившими в физический контакт. По мере развития физического контакта механизм элементарного акта взаимодействия изменяется, а степень затрудненности элементарного акта увеличивается и становится максимальной на этапе установившейся ползучести.
При циклическом воздействии  сварочного давления после снятия нагрузки в металле, с установившейся дислокационной структурой, в течение времени  разгрузки активно протекают  процессы возврата, т. е. устраняются барьеры, образовавшиеся за время развития предшествующей пластической деформации." Новое нагружение первоначальным давлением приводит к тому, что процесс пластической деформации вновь обусловлен действием механизмов с низкой энергией активации. Таким образом, в течение всего времени процесса (после каждого разгружения) постоянно проявляются новые периоды активной деформации и этапы неустановившейся ползучести, т. е. имеет место непрерывное восстановление высокой скорости пластической деформации. Прирост пластической деформации в результате циклического воздействия давления с повышением температуры (при одинаковой длительности нагрузки) увеличивается. Это объясняется тем, что при повышении температуры полнота протекания процессов возврата и вклад термической активации в развитие пластической деформации увеличиваются.
Анализ кинетических кривых роста прочности при циклическом  воздействии сварочного давления и их сопоставление с кривыми роста прочности при статическом нагружении показывает, что каждый новый период активной деформации и этап неустановившейся ползучести вызывают скачкообразное увеличение прочности соединения.
Это связано с тем, что  высокая скорость деформации соединяемых  металлов в течение длительности одного цикла вызывает интенсивное развитие физического контакта и сопровождается высокой плотностью движущихся дислокаций аналогично тому, как это имело место в течение периода активного деформирования и этапа неустановившейся ползучести при статическом воздействии сварочного давления. Повышенная плотность движущихся дислокаций изменяет условия активации контактных поверхностей (повышает число активных центров, увеличивает степень неравновесного динамического электронного состояния поверхности, снижает затрудненность элементарных актов), при которых между поверхностными атомами металлов возможны обменные процессы электронного взаимодействия. Совокупность этих процессов (интенсивное развитие физического контакта, повышение числа активных центров, снижение степени затрудненности элементарного акта) увеличивает результирующую скорость химического взаимодействия, что физически выражается в интенсивном росте прочности.
Основные особенности  топохимической реакции при соединении разноименных металлов обусловлены различной сопротивляемостью их пластическому деформированию в условиях сварки и различной прочностью окислов и химически адсорбированных слоев каждого из них. Кроме того, один и тот же уровень температур и давлений для металлов различной природы будет обеспечивать (даже для одинаковых этапов пластической деформации ползучести) действие различных механизмов, контролирующих процесс пластической деформации, а следовательно, различные энергетические условия в зоне контакта соединяемых материалов в процессе их совместного пластического деформирования.
При сварке одноименных  материалов их пластическая деформация происходит одновременно с выходом дислокаций в зону контакта с каждой стороны с одинаковой частотой. При сварке разноименных материалов с резко различной сопротивляемостью пластической деформации физический контакт образуется за счет более пластичного материала, т. е. за счет материала, обладающего в условиях сварки более высокой скоростью пластической деформации. При этом частота появления активных центров на контактной поверхности мягкого материала будет выше, чем твердого.
Поэтому активация более  твердого материала, определяемая характером и интенсивностью его пластической деформации, будет обусловливать  процесс образования между атомами соединяемых поверхностей металлов химических (металлических) связей и процесс образования соединения в целом.
Таким образом, пластическая деформация является основной движущей силой взаимодействия между находящимися в состоянии физического контакта соединяемыми поверхностями, а интенсивность пластической деформации определяет частоту выхода дислокаций в зону контакта (т. е. эффективность использования энергии пластической деформации). В связи с этим кинетику образования соединения при сварке разноименных металлов, обладающих различной сопротивляемостью пластическому деформированию, необходимо анализировать на основе кинетических закономерностей пластической деформации твердого материала. При таком анализе необходимо учитывать вклад отдельных этапов ползучести в общую картину роста прочности.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследования.
 
КАРБОНАТЫ
 
От угольной кислоты  происходит два ряда карбонатов щелочных металлов. При полном насыщении угольной кислоты щелочью получаются нейтральные или вторичные карбонаты , в то время как при смещении лишь одного из двух водородных атомов образуются кислые или первичные карбонаты . Последние называют также гидрокарбонатами, так как они еще содержат водород, который может быть замещен на металл. Их название — «бикарбонаты» (так как они образуются в результате взаимодействия одного эквивалента щелочи с двумя эквивалентами угольной кислоты) — устарело. Как «нейтральные», так н «кислые» карбонаты щелочных металлов (гидрокарбонаты) обнаруживают в водном растворе щелочную реакцию, так как вследствие слабости угольной кислоты они подвергаются частичному гидролизу:
 
 
 
 
 
Однако гидрокарбонаты имеют в растворе более слабую щелочную реакцию, чем нейтральные  карбонат. Щелочную реакцию последних  можно обнаружить лакмусом и фенолфталеином; гидролиз бикарбонатов не удается обнаружить при помощи менее чувствительного  к ионам ОН' фенолфталеина.
 
За исключением карбоната  лития, все нейтральные карбонаты  щелочных металлов легко растворимы в воде. Гидрокарбонаты также легко растворимы; лишь гидрокарбонат натрия обладает сравнительно незначительной растворимостью. Как будет видно в дальнейшем, это имеет большое техническое значение.
 
Прочность связывания заметно возрастает от Li к K, но затем снова падает к Cs. Это иллюстрирует рис. 38, на котором в соответствии с измерениями Лебо (Lebeau) указаны давления диссоциации (соответствующие равновесию  ) в зависимости от температуры.
 
Карбонаты K и Rb с соответствующими фторидами образуют конгруэнтно плавящиеся двойные соединения состава и . В противоположность
500 600 700 800 900 1000 Температура, °С
Рис. 38. Давление диссоциации карбонатов щелочных металлов.
этому в системах , и не образуется ни двойных соединений, ни смешанных кристаллов. О влиянии радиуса катиона на энергию связи таких соединений см. Schmitz-Dumont, Z. anorg. Chem., 260, 49 (1949).
 
Карбонат натрия. Сода в безводном состоянии представляет собой белый порошок удельного веса 2,4—2,5, который плавится около 850°. В воде сода легко растворяется, причем вследствие образования гидратов растворение сопровождается разогреванием. Важнейший из гидратов, получаемых в твердом состоянии, кристаллическая сода, кристаллизуется из водных растворов при температуре ниже 32° в виде больших бесцветных моноклинных кристаллов удельного веса 1,45, которые плавятся в своей же кристаллизационной воде при 32°. Водные растворы соды обнаруживают ярко выраженную щелочную реакцию, так как вследствие слабости угольной кислоты соль подвергается далеко идущему гидролитическому расщеплению.
 
Помимо декагидрата, существует ромбический гептагидрат, устойчивый при соприкосновении с раствором в температурном интервале 32,017—35,3°, а также ромбический моногидрат, который, согласно Вальдеку (Waldeck, 1932), находясь под раствором при 112,5° и давлении 1,27 атм, переходит в безводную соль. Гептагидрат существует также еще в другой модификации, которая при соприкосновении с водным раствором не устойчива ни при какой температуре.
 
Сода встречается иногда в природе в водах озер, например в озере Оуэнс в шт. Калифорния, общее содержание соды в котором достигает 100 млн. т; сода, правда достаточно грязная, добывается из этого озера в результате испарения воды на солнце. Содовые озера наряду с нейтральным карбонатом содержат прежде всего гидрокарбонат. В некоторых местах осаждается двойное соединение гидрокарбоната с нормальным карбонатом , называемое троной (trona или urao). В водах целебных щелочных источников, например в Карловых Варах, также содержатся и .
 
Карбонат натрия содержится в золе некоторых морских водорослей. 100 лет назад соду добывали главным  образом из золы растений.
 
Теперь соду получают почти  исключительно способом Сольве (аммиачный способ получения соды). Более старый способ Леблана теперь, по крайней мере в Германии, совершенно не используют. Производство соды путем карбонизации полученной электролизом натровой щелочи в противоположность осуществляемому таким путем производству поташа имеет ограниченное значение. Как было указано, едкий натр, наоборот, часто получают каустификацией соды. В США соду отчасти получают из криолита.
 
По способу Леблана каменную соль обрабатывали сначала концентрированной серной кислотой, получая сульфат натрия (называемый обычно в технике коротко сульфат) и в качестве важнейшего побочного продукта соляную кислоту
 
  
 
Затем для получения  соды сульфат смешивали с карбонатом кальция (известняк) и углем и  сплавляли в пламенной печи. При  этом происходили следующие реакции:
 
 
  
   
 
Соду извлекали из охлажденного сплава выщелачиванием водой, в то время  как нерастворимый оставался в качестве малоценного отброса. Способ был разработан Лебланом в 1791 г. на премию Французской академии. Вскоре после этого, сначала в Англии, затем в Германии и Франции, развилась содовая промышленность, которая до 1870 г. основывалась исключительно на процессе Леблана. Только в последнее время процесс Леблана был вытеснен рентабельным способом Сольве.
Способ получения соды по Сольве, или аммиачный способ, основан на образовании сравнительно трудно растворимого гидрокарбоната натрия взаимодействием хлорида натрия с гидрокарбонатом аммония в водном растворе
 
 
 
В технике почти в  насыщенный раствор поваренной соли пропускают -сначала аммиак, затем двуокись углерода. Образующийся отфильтровывают и нагреванием (кальцинирование) переводят в (кальцинированная сода)
 
 
 
При этом выделяется половина первоначально взятой двуокиси углерода, и ее снова направляют в процесс. Чтобы обратно получить NH3, в маточный раствор, из которого осаждали гидрокарбонат, пропускают аммиак и водяной пар. Благодаря этому содержащийся там гидрокарбонат аммония переходит сначала в нейтральный карбонат и последний при температурах выше 58° разлагается на двуокись углерода, воду и аммиак.
   
 
   
 
Аммиак, содержащийся в  маточном растворе в виде (около 75% общего количества), выделяется оттуда при добавлении известкового молока
 
 
так что наряду с непрореагировавшим хлоридом натрия единственным отходом  является хлорид кальция, который обычно спускают в реки.
 
Аммиачный способ получения  соды был разработан в техническом  отношении в 1863 г. бельгийцем Сольве. При этом способе получается очень чистая сода. Аммиачный способ более эффективен, чем способ Леблана, прежде всего потому, что в этом случае расходуется меньше топлива.
 
Производство соды из криолита применяют в США, правда, в небольших  размерах. Способ основан на том, что криолит при нагревании до красного каления с известняком разлагается по реакции
 
 
 
Полученный таким образом  алюминат натрия Na3Al03 разлагают затем водой и двуокисью углерода
 
 
 
Сода, полученная из криолита, отличается особой чистотой.
Сода является одним  из важнейших продуктов химической промышленности. В больших количествах ее используют в стекольном и мыловаренном производствах. Она является также исходным продуктом для получения многих других важных соединений натрия, таких, как едкий натр, бура, фосфат натрия, растворимое стекло и др. Большое количество соды употребляют, кроме того, в прачечных, на бумажных фабриках, в красильном производстве, а также для смягчения воды паровых котлов. В домашнем хозяйстве сода применяется как средство для чистки.
 
Гидрокарбонат натрия, кислый карбонат натрия — двууглекислый натрий представляет собой белый, устойчивый в сухом воздухе порошок со щелочным вкусом (удельный вес 2,2). Его получают пропусканием двуокиси углерода через холодный насыщенный раствор .
 
      
 
Гидрокарбонат натрия получают как промежуточный продукт в способе Сольве. Чтобы получить чистый гидрокарбонат натрия, продукт, загрязненный гидрокарбонатом аммония, растворяют в теплой воде; при охлаждении осаждается чистый гидрокарбонат натрия. Реакцию по уравнению используют в лабораториях для очистки карбоната натрия. Нагреванием примерно до 300° гидрокарбонат можно легко снова перевести в карбонат
 
 
В водном растворе (или  даже во влажном состоянии) уже при  комнатной температуре гидрокарбонат натрия медленно выделяет . Выше 65° выделение из раствора становится энергичным. Растворимость гидрокарбоната в воде, насыщенной , при атмосферном давлении, по данным Федотьева, равна:
 
при 0° 15° 30° 45°
6,9        8,8  11,02      13,86 г      в 100 г Н20.
 
Вследствие гидролитического разложения раствор проявляет щелочную реакцию, правда очень слабую. Она обнаруживается лакмусом и метиловым оранжевым, но не обнаруживается (при 0°) фенолфталеином. Гидрокарбонат натрия применяют главным образом в качестве заменителя дрожжей, как медицинское средство для нейтрализации желудочной кислоты (соль Бульриха), а также для приготовления шипучих порошков.
 
Карбонат калия. — поташ —. Белая гигроскопичная масса удельного веса 2,30 с температурой плавления 894°, легко растворяется в воде, причем растворение сопровождается разогреванием (9,5 ккал/молъ). В 100 г воды при 0° растворяется 105, при 25° 113,5, при 100° 156 г . Среди получающихся в твердом состоянии гидратов при обычной температуре устойчив дигидрат .
 
Техническое получение поташа ведут преимущественно двумя путями: 1) карбонизацией калийного щелока, 2) непосредственно из калиевых солей либо Стассфуртским способом, либо, в последнее время, формиатным способом. Наряду с этим поташ получают также из золы мелассы и из золы овечьей шерсти, а в странах, богатых лесом, из древесной золы.
 
Еще в древние времена  было известно ноющее действие золы растений, которое- связано с присутствием в ней карбоната калия. Получение карбоната калия из древесной золы было известно уже древним грекам и римлянам, однако они не отличали полученную таким образом соль от встречающейся в природе соды. Алхимики готовили чистый карбонат калия прокаливанием виннокаменной соли , а позднее путем сжигания ее с селитрой.
 
Для получения поташа Леблан разработал способ, совершенно аналогичный его способу получения соды. Долгое время этот способ имел большое техническое значение.
 
Карбонизация  калийного щелока происходит непосредственно вслед, за его электролитическим получением при пропускании через него двуокиси углерода
 
 
По предложению Харгревса (Hargreaves) двуокись углерода вводят непосредственно в камеру для электролиза, так что там тотчас образуется К2С03; однако в этом случае поташ трудно отделить от хлорида.
 
Стассфуртский способ [способ Энгела (Engel) и Прехта (Precht)] основан на плохой растворимости двойной соли гидрокарбоната калия и карбоната магния. По этому способу двуокись углерода пропускают в раствор хлористого калия, в котором суспендирован:
 
 
 
Выпадающая труднорастворимая  двойная соль разлагается в воде при температуре около 60° с  выделением двуокиси углерода
 
 
 
По формиатному способу [способ Гольдшмидта (Goldschmidt)] поташ получают через формиат калия , для чего раствор сульфата смешивают в молярном отношении с известковым молоком, и эту смесь насыщают окисью углерода при повышенной температуре, (около 220°) и давлении 30 am. Реакция идет по уравнению
 
 
 
в результате чего образуется раствор формиата калия, который  после отделения гипса упаривают досуха. Методом окислительного кальцинирования получают затем: карбонат по уравнению
 
 
Карбонат калия применяют  в мыловаренном и стекольном производствах, при крашении, белении и отмывке шерсти. Его используют также для получения цианида калия, а в препаративной химии — часто в качестве водуотнимающего средства.
Гидрокарбонат калия. Кислый или первичный карбонат калия  несколько более трудно растворим, чем нейтральный карбонат калия, но существенно легче растворим, чем гидрокарбонат натрия (а именно 36,1 г в 100 з воды при 26°). Он имеет бесцветные моноклинные кристаллы удельного веса 2,17. При нагревании он распадается так же, как гидрокарбонат натрия:
 
 
 
Карбонаты рубидия и  цезия. и удобнее всего получать взаимодействием сульфатов с гидроокисью бария и последующим упариванием с карбонатом аммония. Обезвоженные прокаливанием соли расплываются на воздухе и растворяются в воде со значительным выделением тепла (8,75, соответственно 11,84 ккал). В спирте карбонат рубидия, так же как другие карбонаты щелочных металлов, незначительно растворим, карбонат цезия, напротив, легко растворим. В 100 г спирта при 19° растворяется 0,74 г и 11,1 г . Это используют для разделения рубидия и цезия. Гидрокарбонаты рубидия и цезия еще лучше растворимы, чем гидрокарбонат калия.
 
Карбонат лития. выделяется при смешивании растворов солей лития с растворами, содержащими ионы в виде труднорастворимой в воде и нерастворимой в спирте белой кристаллической соли. Удельный вес его 2,11. Точка плавления 618°.
 
При техническом получении  карбоната лития большей частью исходят из амблигонита , встречающегося в виде больших залежей в Америке. Его растворяют в горячей концентрированной серной кислоте. Примеси алюминия и железа осаждают добавлением аммиака и сульфида аммония и водную вытяжку смешивают с карбонатом натрия. Выделившийся при этом карбонат лития очищают растворением в соляной кислоте, осаждением примесей серной кислоты хлоридом бария и повторным осаждением соли в виде карбоната. Получение лития из других минералов проводят аналогично, с той только разницей, что вскрытие производят по-другому — например, в случае сподумена путем сплавления с содой. Силикаты можно вскрывать также прокаливанием с или с . Для вскрытия трифилина лучше всего применять концентрированную серную кислоту с небольшим добавлением азотной кислоты. Отделение лития от других щелочных металлов можно производить, используя плохую растворимость фосфата в воде или определенную растворимость хлорида в смеси спирта с эфиром.
 
Карбонат лития лучше  растворим в холодной воде, чем  в горячей. При нагревании от 0 до 100° растворимость падает от 1,54 до 0,73 ч. на 100 ч. воды. Растворимость значительно увеличивается при добавлении в воду . Этим иногда пользуются для очистки карбоната. Можно предположить, что в воде, содержащей , образуется гидрокарбонат, так же как в случае щелочноземельных металлов. В твердом состоянии гидрокарбонат лития не получен.
 
Карбонат лития является исходным продуктом для получения  большинства других солей лития. Раисе его применяли, для лечения подагры. Теперь для этой цели используют органические соли лития, такие, как цитрат лития или салицилат лития.
 
Образование и диссоциация карбонатов, восстановление окислов и сульфидов, производство цемента, огнеупоров, керамики и многие другие химические превращения  являются сложными гетерогенными процессами, имеющими огромное практическое значение. Их особенность состоит в том, что химическая стадия процесса сопровождается превращением в твердом состоянии, когда вещество с одной кристаллической  решеткой исчезает и образуется продукт с другой структурой. Простейшим примером такой реакции является диссоциация Атвтв + Сгаз. Указанные реакции называют топохимическими. Для них характерно нарастание скорости  в начальный период процесса и достижение ею предельного значения с последующим постепенным спадом до нуля (рисунок 1). Одним из внешних признаков топохимической реакции служит S –образный вид кинетической кривой (рисунок 1, кривая 1).

Рисунок 1 - Кинетические зависимости  топохимической реакции
 
Топохимическая реакция начинается обычно на отдельных участках поверхности, в так называемых потенциальных  центрах реакции, откуда она постепенно распространяется в глубь кристалла.
 
Центрами реакции являются места  на поверхности кристалла, где связи  частиц в решетке ослаблены (вершины  углов, ребра, дефекты на поверхности).
 
В первый период реакции образуются микроскопические зародыши ядер новой  фазы (реакция идет с ничтожной  скоростью). Образование зародышей  ядер, в свою очередь, вызывает искажение  материнской решетки, которое способствует возникновению новых зародышей. Одновременно увеличиваются и сами ядра, поверхность реакции растет, в результате растет скорость химического  взаимодействия. Этот период является автокаталитическим, так как образование  продукта реакции, приводящее к увеличению поверхности раздела фаз, вызывает возрастание скорости. Скорость процесса будет максимальной при наибольшей величине поверхности реакции, когда  межфазные границы отдельных  зон, центров приходят в соприкосновение. После того, как зоны перекрываются, поверхность начинает уменьшаться  и скорость реакции падает.
 
Для того чтобы получить уравнение  кинетики топохимической реакции, нужно  знать или предположить, по крайней  мере, следующие основные параметры:
- закон образования ядер новой  фазы;
- закон роста ядер;
- форму ядер.
Возможны различные сочетания  законов образования, роста и  формы ядер продукта, поэтому существует большое количество уравнений, описывающих  кинетику топохимических реакций. Но наиболее широко применяются лишь несколько  из них.
 
На основании вероятности взаимодействия молекул данной системы и вне  связи с предложениями об истинном механизме реакции Ерофеев получил  уравнение
                                                                             
 
где ? - доля прореагировавших молекул  к моменту времени t;
 р – вероятность того, что молекулы прореагируют в течение времени от t до t + dt.
 
Определив р, можно получить кинетическое уравнение соответствующего процесса. В общем случае вероятность взаимодействия молекул в любой момент времени пропорциональна суммарной поверхности реакции, т.е. Р = А. Примем, что поверхность реакции изменяется во времени по степенному закону
 
                                                S = A?·tm.
 
Тогда      
 
                                                             Р = А?·tm,
                                                   
  где A, A?, A? - коэффициенты пропорциональности.
 
Подставляя, получим
                                                 a = 1 – ехр (-кtm).                                         
 
Здесь к и m – эмпирические коэффициенты, не имеющие четкой физической интерпретации. Значению к иногда приписывается смысл константы скорости. Величины к и m находят графически по экспериментальным данным. Для этого уравнение представляют в линейной форме
                                 Lnln[1/(1-a)] = lnk + mlnt.     
                           
И по графику в координатах lnln[1/(1-a)], lnt определяют к и m.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2 Методики эксперимента
В лаборатории столы  старые, но удобные для проведения опытов.
Для каждой лабораторной работы приготовлены реактивы, написан  номер работы, если студент пропустил  выполнение работы, он может в дни  консультаций её отработать под руководством лаборанта.
На столе штатив с  пробирками, держатели для пробирок.
Реактивы на полках.
В лаборатории за каждым столом работает по 3-4 студента, делают опыты и в тетрадях записывают наблюдения и выводы. Остальная часть  работы оформляется в кабинете.
 
 
                                         Это наша установка!

"Тут мы работаем  с различными химическими реактивами, здесь очень интересно проводить  опыты и наблюдать за реакциями.  Так же здесь большое количество  банок для опытов. Цветы, которые  стоят полках, скрашивают лабораторию, её серые тона. На столах стоят пробирки. Лаборатория - это то место, где интересно и познавательно!"
Стенды и оформление лаборатории

Основные  требования к промышленным катализаторам
Катализаторы являются «сердцем» каталитических процессов, и они должны удовлетворять многим требованиям, которые относятся  к их эксплуатационным свойствам, активности и селективности, текстуре и другим свойствам. При разработке новых  катализаторов необходимо создавать  наиболее простые из них, необходимо учитывать тип химического процесса и тип промышленной установки, ее конструкцию и производительность. Катализатор занимает малую долю в затратах на переработку сырья, однако экономическую сторону при создании нового катализатора и методов его производства необходимо также учитывать.
При создании нового твердого катализатора или усовершенствовании находящегося в эксплуатации катализатора необходимо учитывать следуюшие основные параметры для катализаторов:
    физико-механические;
    химические;
    эксплуатационно-экономические.
К физико-механическим свойствам  или параметрам катализатора можно  отнести насыпную плотность, истинную плотность, удельную поверхность, средний  объем пор и распределение  пор по радиусам, фракционный состав, размер частиц, пористость, аморфность или кристалличность, форму частиц, теплоемкость, термостойкость или водо-паротермостойкость, способность к отравлению и регенерации.
К химическим параметрам катализаторов можно отнести  химический состав, содержание примесей, способность к активированию (промотированию, модифицированию) и отравлению ядами, образованию сплавов, модификаций и фаз, прививке активаторов к поверхности твердых катализаторов.
Эксплуатационно-экономическими показателями или свойствами катализаторов  являются активность и селективность, легкая регенерируемость от различных отложений и включений (кокса, оксидов, обратимых ядов), возможность создания простых способов синтеза катализатора в промышленном масштабе, повышенная теплоемкость, насыпная плотность, малая чувствительность к ядам, длительное время работы в реакторе без регенерации, легкость перевозок и хранения, легкость отделения от реакционной смеси, доступность сырья для производства катализатора и экологическая безвредность.
Важную роль в подборе, синтезе и эксплуатации катализаторов  играют теории катализа и катализаторов, которые позволяют оптимизировать многие параметры для катализаторов, их производства и эксплуатации.
Физические  свойства адсорбентов и катализаторов
Физические свойства адсорбентов  и катализаторов объединяют такие параметры как: пористость, фракционный состав, насыпная, кажущаяся и истинная плотности, механическая прочность, удельная поверхность, распределение пор по радиусам, объем пор. теплоемкость, теплопаростойкость.
Пористость  адсорбентов и катализаторов
Твердые адсорбенты и катализаторы готовят, как правило, в форме  цилиндриков, колец Рашига, шариков, микросфер, частиц в форме звездочек, дужек, лепешек и многих других форм. Металлические катализаторы готовят в форме сеток или свитых проволочек.
Как правило твердые оксидные, сульфидные и другие частицы катализаторов пронизаны порами. Поры могут иметь разную форму. Они могут полностью проходить сквозь частицу катализатора или иметь тупиковую форму, могут быть прямыми, изогнутыми или зигзагообразной формы. Катализаторы могут быть тонкопористыми, широкопористыми и со смешанным набором пор.
М. М. Дубинин предложил  классификацию адсорбентов и  катализаторов по предельным размерам пор и выделил твердые тела с микропорами, супермикропорами, мезопорами и макропорами.
Макропористые тела содержат поры размером от 100 до 200 нм (например, природные алюмосиликаты типа силлиманит, активированные угли). Они имеют удельные поверхности в пределах от 0,5 до 50 м2Д. В этих катализаторах и адсорбентах стенки пор являются гладкими, адсорбция на таких катализаторах соответствует изотерме адсорбции Лэнгмюра. Эти поры играют роль транспортных каналов, и торможение химических процессов внутренней диффузией молекул реагентов в них отсутствует.
Мезопористые катализаторы имеют поры радиусом от 1,5 до 200 нм. Эти твердые тела имеют удельную поверхность в пределах 20-500 м2Д. В них имеется широкий набор пор по радиусам. Такие твердые адсорбенты и катализаторы имеют наиболее широкое распространение в промышленности (алюмосиликаты, оксиды кремния и алюминия).
Общие требования по технике  безопасной работы на катализаторных фабриках
На катализаторных фабриках, как и на всех промышленных производствах, необходимо обучение рабочих правилам безопасной работы с источниками, которые могут представлять опасность для здоровья рабочего. Необходимо также проводить систематический инструктаж по правилам безопасной работы на катализаторных производствах, а также мероприятия по технике безопасности, которые будут способствовать предупреждению и предотвращению аварий и несчастных случаев. Все работники на катализаторных фабриках должны хорошо знать и неукоснительно выполнять правила и инструкции по технике безопасности, противопожарной технике, промышленной санитарии и гигиене труда. Все работники детально знакомятся с технологией производства катализаторов и адсорбентов, способами безопасного ведения технологии, свойствами сырья и продуктов. Кроме того, все лица, поступающие на работу, знакомятся с правилами внутреннего распорядка, с инструкциями по работе аппаратов с растворами кислот, щелочей и других агрессивных сред, по работе аппаратов под высоким давлением и со специальными инструкциями для каждого узла установки.
Инструктаж и проверка рабочих мест проводятся периодически — не реже одного раза в год. Все  работники, как вновь поступившие, так и постоянно работающие на производстве твердых катализаторов  и адсорбентов, а также носителей и наполнителей катализаторов, должны проходить систематическое медицинское обследование.
Работа на грейферном кране  разрешается лицам, прошедшим специальный курс по эксплуатации грейферного крана и сдавшим государственный экзамен Государственной инспекции котлонадзора и имеющим удостоверение о сдаче экзаменов. При работе автоматического разгрузочного ковша во время выгрузки вагонов, а также при транспортировке дробленой силикат-глыбы (природного цеолита, глины и т. д.) и при работе грейферного крана в зоне действия этих механизмов не должны находиться люди. Категорически воспрещается проводить какой бы то ни было ремонт, очистку, смазку и обтирку агрегатов, аппаратов и механизмов во время их работы.
В узлах приготовления  рабочих растворов, например сернокислого алюминия, и в узле подкисления  разрешается работать только в суконной спецодежде, резиновых сапогах, специальных очках и рукавицах. При разбавлении серной кислоты необходимо приливать серную кислоту к воде, при этом кислоту следует приливать небольшими порциями во избежании выброса раствора из емкости. На рабочих местах, где работа связана с кислотой, щелочью и кислыми растворами, необходимо иметь в помещениях постоянно действующие водяные фонтанчики. Перед ремонтом реактора, кислотных монжусов и других емкостей, имеющих кислотную, паровую, водяную или газовую обвязку, трубопроводы следует перекрывать.
Прием кислоты в монжус и ее расходование проводятся непосредственно оператором этого узла. На рабочих емкостях для сернокислого алюминия все люки должны быть герметично закрыты. Установки и отделения, где используется газ, должны иметь общий газовый вентиль или задвижку, позволяющие при необходимости перекрыть поступление газа. Расположение этого вентиля должно быть известно всему обслуживающему персоналу.
Проверку и ремонт газовых  линий проводят систематически и  не реже одного раза в месяц. В производственных помещениях, где используется газ, необходимо иметь специальные инструкции с правилами обращения с газом, утвержденные главным инженером завода.
Во время ремонта  агрегатов имеющиеся на них электродвигатели отключают и на электромагнитных пускателях вывеш
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.