Математика | ||||
Денисов Е. Т. Кинетика гомогенных химических реакций: Учеб. пособие для химических специальностей ун-тов.—М.: Высш. школа, 1978.— 367 с., ил. В пер. 1 р. 10 к. Пособие написано по типу краткого энциклопедического справочника по химической кинетике. В книге можно найти сведения по всем основным разделам современной химической кинетики гомогенных реакций: формальной кинетике, элементарным реакциям в газовой, жидкой и твердой фазах, механизмам различных органических и неорганических реакций, гомогенному катализу, фото- и радиационной химии, макромолекулярной химии и макрокинетике. Большое внимание уделено методам кинетического исследования химических реакций, приемам обработки экспериментальных результатов. В пособии собраны формулы и таблицы функций, применяемые в химической кинетике. Для удобства пользования материалом книга снабжена подробной библиографией. | ||||
ПРЕДИСЛОВИЕ Предмет изучения химической кинетики —процесс химического превращения, закономерности его протекания во времени. Разнообразие химических реакций и условий, в которых они протекают, приводит к большому набору различных кинетических методов исследования. В широком диапазоне меняются скорости химических реакций. Для измерения высокоскоростных процессов разработаны специальные, подчас достаточно сложные методы исследования. Обилие методов, теоретических концепций, огромное число статей, книг и обзоров, изданных за последние годы, создают трудности в освоении химической кинетики. Учебники по химической кинетике излагают основы этой науки, в них подробно разобраны примеры наиболее важных реакций, типичные методы исследования. Однако в учебник, естественно, нельзя вместить все разнообразие примеров, методов и приложений химической кинетики в силу традиционной манеры подробного изложения основ этой науки. Назрела необходимость в дополнение к учебникам иметь такое учебное пособие по химической кинетике, где были бы в лаконичной форме собраны законы, правила, формулы и термины химической кинетики, приведены таблицы, номограммы, краткое описание кинетических методов исследования и библиография. Настоящая книга представляет собой попытку создания пособия вроде карманной энциклопедии по гомогенной химической кинетике. Тому, кто знакомится с химической кинетикой, она поможет освоить терминологию и основные законы; в ней смогут найти краткое изложение теории и кинетических методов исследования, а также примеры механизмов химических реакций, формулы, значения констант скорости типичных реакций. Книга будет полезна и для тех, кто работает в области химической кинетики, так как пособие снабжено достаточным справочным материалом и библиографией. В работе над справочником большую помощь оказали академики В. Н. Кондратьев и Н. М. Эмануэль, профессора И. М. Бар-калов, А. Л. Бучаченко, Р. Ф. Васильев, Г. И. Лихтенштейн, Е. Н. Никитин, Б. А. Розенберг, кандидаты наук В. Г. Абрамов, В. В. Барзыкин, А. П. Генич, Е. Б. Гордон, И. С. Заслонко, О. Е. Каширенинов, Л. Ю. Русин, А. М. Чайкин, за что автор выражает им глубокую благодарность. Особую признательность автор выражает проф. О. М. Полтораку за советы по содержанию и структуре рукописи. ОГЛАВЛЕНИЕ [Предисловие............................... 3 (Обозначения............................... 4 Часть I Кинетическая феноменология химических реакций Глава I. Основные понятия химической кинетики......... 6 § 1. Предмет химической кинетики.................... 6 § 2. Основные понятия химической кинетики............... 8 § 3. Кинетическая классификация химических реакций.......... 9 § 4. Кинетическая кривая ........................ 10 § 5. Скорость химической реакции.................... 14 Глава II. Зако н действия масс.................. 15 § 1. Формулировка закона........................ 15 § 2. Методы определения порядка реакции................ 16 § 3. Константа скорости химической реакции............... 22 Глава III. Закон Аррениуса.................... 25 Глава IV. Кинетика сложных реакций............... 32 § 1. Обратимые (равновесные) реакции.................. 33 § 2. Параллельные реакции....................., . 36 § 3. Конкурирующие реакции.......*.............. 39 § 4. Последовательные реакции...................... 40 § 5. Последовательно-параллельные реакции , •.............. 42 § 6. Последовательные реакции с равновесными стадиями......... 45 § 7. Метод квазистапионарных концентраций............... 47 § 8. Сопряженные реакции.......,................ 48 § 9. Кинетические различия между простой и сложной реакциями..... 50 Глава V. Реакции в открытых системах.............. 52 § 1. Основные понятия и обозначения.................. 52 § 2. Кинетика реакций в реакторе идеального смешения......... 53 § 3. Реакторы идеального вытеснения и промежуточного типа....... 55 Часть II Вопросы теории газофазных реакций Глава VI. Газокинетическая теория столкновений......... 56 § 1. Кинетическая теория газов..................... 56 § 2. Обмен энергией при столкновении частиц.............. 59 § 3. Теория столкновений ........................ 61 § 4. Неравновесные химические реакции ................. 63 Глава VII. Теория активированного комплекса........... 67 § 1. Основные положения теории..................... 67 § 2. Статистические суммы состояний.............., . . . . 71 § 3. Неадиабатические реакции...................... 73 4. Кинетический изотопный эффект................... 73 Глава VIII. Полуэмпирические и эмпирические методы расчета энергии активации............................ 75 § 1. Поверхность потенциальной энергии................. 76 § 2. Полуэмпирические методы расчета Е . . ............... 76 § 3. Эмпирические методы оценки Е............ Глава IX. Мономолекулярные реакции....... ....... 79 Глава X. Бимолекулярные и тримолекулярные реакции \...... ^ § 1. Бимолекулярные реакции...................... 83 § 2. Тримолекулярные реакции.............[ '....... 83 ........ 85 Часть III Вопросы теории кинетики жидкофазиых реакций Глава XI. Общие вопросы жидкофазных реакций....... „„ § 1. Особенности жидкого состояния вещества........,'..... ?J? § 2. Диффузия молекул в жидкости.............!".*'"' оу § 3. Теория столкновений в жидкости.............. [ ' ' so § 4. Теория переходного состояния...............[ ' ПА § 5. Клеточный эффект......................' q, Глава XII. Бимолекулярные реакции полярных частиц ....',*.'' 94 § 1. Общие вопросы........................'.'.*! 94 § 2. Ионные реакции ......................'.'.!' 95 § 3. Реакции ионов с дипольными молекулами...........'. ', ' 9Э § 4. Реакции части ц-диполей.....................! ! !00 § б- Корреляционные уравнения....................! 100 Часть IV Механизмы реакций Глава XIII. Окислительно-восстановительные реакции........104 § 1. Классификация реакций.......................104 § 2. Теоретические модели реакций переноса электрона...........105 § 3. Механизмы окислительно-восстановительных реакций . ,.......!08 Глава XIV. Гомолитические реакции.....'...........ПО § 1. Мономолекулярный распад молекул на радикалы...........ПО § 2. Бимолекулярный и тримолекулярный распад молекул на радикалы . , И 2 § 3. Мономолекулярные реакции радикалов................П4 § 4. Реакции атомов и радикалов с молекулами ............. П5 § 5. Реакции между атомами и радикалами................116 § 6. Бирадикалы..................,..........И? § 7. Сложные радикальные реакции.......,...........И7 Глава XV. Гетеролитические реакции...............'18 § 1. Диссоциация нз ионы я реакции ионов..............• '1|- § 2. Деление реакций на нуклеофильные и адектрофильные........120 § 3. Реакции замещения в органических соединениях...........|^ § 4. Реакции присоединения и отщепления...........' ' ' ' IOQ § 5. Реакции замещения лигандов в комплексных соединениях......1^У § 6. Влияние заместителей........................*Ai § 7. Корреляционные уравнения в химической кинетике..........[~ Глава XVI. Молекулярные реакции................' § 1. Изомеризация и распад молекул...................... § 2, Реакция диенового синтеза.....................,.п § 3. Правило Вудворда—Гоффмана.................... Часть V Цепные реакции 144 Глава XVII. Общие закономерности цепных реакции........144 § 1. Терминология............................145 § 2, Принцип стационарности.......................147 Глава XVIII. Цепные неразветвленные реакции...........^у § 1. Вопросы теории . . . .' ............./ •.......j49 § 2. Примеры цепных неразветвленных реакций в газовой фазе • • • ' ' ' jgj § 3. Инициированное окисление органических соединений в жидкой фазе . . Глава XIX. Цепная разветвленная реакция..........., . 152 !) 1. Два режима протекания цепной разветвленной реакции........152 \ 2. Горение водорода..............." ..........153 § 3. Реакции с участием фтора......................154 Глава XX. Цепная реакция с вырожденным разветвлением цепей . . 154 § 1. Вырожденное разветвление цепей..................154 § 2. Кинетика накопления промежуточного продукта...........155 § 3. Кинетика автоокисления углеводородов............... 158 § 4. Ингибиторы реакций окисления...................159 § 5. Окисление углеводородов в газовой фазе...............166 Часть VI Катализ Глава XXI. Общие закономерности каталитических реакций.....168 § 1. Терминология и классификация...................168 § 2. Простейшая схема каталитической реакции..............169 § 3. Автокатализ.............................170 Глава ХХП. Кислотно-основной катализ..............172 § 1. Терминология............................172 § 2. Примеры кислотно-основного катализа................173 § 3. Функции кислотности........................177 Глава XXIII. Окислительно-восстановительный катализ ...;... 179 § 1. Ионные окислительно-восстановительные реакции...........179 i§ 2. Распад перекиси водорода, катализированный ионами железа.....180 § 3. Катализ ионами металлов в реакциях автоокисления ......... 180' Глава XXIV. Катализ комплексами................181 § 1. Кислотно-основные реакции.....................181 § 2. Реакции гомогенного гидрирования, карбонилирования, изомеризации 182 Глава XXV, Гомогенный катализ в цепных реакциях........184t § 1. Реакции распада ....................,.....1841 § 2. Катализ в реакциях окисления...................185S Глава XXVI. Ферментативный катализ...............185S § 1. Основные понятия.........,................1855 § 2. Международная классификация ферментов . ,............186» § 3. Кинетические закономерности ферментативных реакций ,.......187 § 4. Ингибиторы и активаторы ферментов.................19В. § 5. Сложные ферментативные реакции..................193 Часть VII Химические реакции при воздействии на вещество света и частиц Глава XXVII. Фотохимия.....................19© [§ 1. Взаимодействие света с веществом ..................19?9 2. Фотофизические процессы.............,.........200 3. Кинетика фотохимических реакций..................201=2 4. Хемилюминесценция.........................2055 Глава XXVIII. Радиационная химия................20Й> .0 1. Основные понятия..........................20*6 *§ 2. Первичные радиационно-химические процессы.............20|0 3. Радиационно-химические реакции в газах...............2130 4. Радиолиз в жидкой фазе.......................21»0 5. Радиационная полимеризация....................21:2 Глава XXIX. Реакции в электроразряде..............2Н5 Типы электрических разрядов..................., 21.5 „ _ Возбуждение и ионизация молекул в электроразряде.........21;5 § 3. Химические реакции в электроразряде................2L7 Глава XXX. Общие вопросы............., Глава XXXI. Радикальная полимеризация ....,,,''*''* ^ § 1. Инициирование.....................)] ] " ' • 220 § 2. Продолжение и обрыв цепи ..,..,,,,........ ' ' *~0 § 3. Сополимеризация ....,,...,.. . ...,.,, | | * ] ' ' ~3 Глава XXXII. Ионная полимернзация...........! ' * ' 990 § 1. Анионная полимеризация.........i ...... . t . , o?Q § 2. Катиовная полимеризация ............ ,.,...!''' OQJ § 3. Координационно-ионная полимеризация . , . , s...... ' o^l Глава XXXIII. Поликонденсация и ступенчатая полимеризация '. \ 23^ Глава XXXIV. Процессы деструкции полимеров........! ! 238 § 1. Деполимеризация полимеров..................'. ' ' 23е) § 2. Термическая деструкция (пиролиз)............»,,.!' 239 § 3. Радикальные реакции в твердых полимерах ............ j ' 241 § 4. Окисление полимеров............• ••»......,. 242 § б. Разные типы деструкции полимеров.......t........] 245 Часть IX Макрокинетика Глава XXXV. Диффузионная кинетика . . . , ,......, , , s 247 § 1. Уравнение диффузии............ , , . , . . , t..... 247 § 2. Коэффициент диффузии.............*...... * . . 248 § 3. Химическая реакция, сопровождающаяся диффузией......... 251 § 4. Термодиффузия........................... 253 Глава XXXVI. Химическая гидродинамика ........... s . 254 § 1. Элементы гидродинамики....................... 254 § 2. Критерии подобия ........ t ..... . ........... 256 § 3. Конвективная диффузия в жидкости.....*........... 256 § 4. Диффузионная кинетика при турбулентном течении жидкости..... 258 Глава XXXVII. Теплопередача................... 259 § 1. Теплопроводность.......................... 259 § 2. Критерии режимов теплопроводности ,,,.,...,........ 260 § 3. Конвективный теплообмен...................... 261 § 4. Тепловое излучение.......................* . 26) Глава XXXVIII. Реакции взрывного превращения........ . 262 § 1. Основные понятия.......................... 262 § 2. Теория теплового взрыва....................... 264 § 3. Распространение пламени .....»,.*....<....*>.> 266 Часть X Кинетические методы исследования Глава XXXIX. Медленные химические реакции .......**• 268 § 1. Кинетика медленной реакции.............„.....*• 268 § 2. Методы изучения кинетики газофазных реакций .,..».»..•* 271 § 3. Методы контроля за протеканием реакции......,...,.*• 271 § 4. Применение изотопов в химической кинетике............. 272 Глава XL. Изучение механизма цепных реакций........• • 27с § 1. Метод акцепторов свободных радикалов (метод ингибиторов) ..... 273 § 2. Изучение распада инициаторов на радикалы........... * • 275 § 3. Кинетические методы исследования ингибиторов окисления...... 280 § 4. Метод смещения пределов цепного воспламенения...... f . . . • 282 § 5. Методы изучения гомогенно-гетерогенных реакций......-. • • * 283 Глава XLI. Методы изучения быстрых реакций ...,*....'• ***? § 1. Метод конкурирующих реакций.........* ......... 285 § 2. Метод остановки реакции..............,....•*• :;CD § 3. Проведение реакции при низких температурах............ 287 § 4. Струевые методы..........................287 § 5. Метод фотохимического преддействия и последействия........288 § 6. Секторный метод (метод прерывистого освещения) ... ^ ...... 289 § 7. Флуоресцентный метод.................*.....292 § 8. Импульсные методы.........................292 § 9. Релаксационные методы с однократным возмущением........ 293 § 10. Релаксационные методы с периодическим возмущением ........ 295 § И. Метод ЯМР............................296 § 12. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)............ 297 § 13. Метод зеркал.............* . ............. 300 § 14. Ударная труба..................... t ..... 300 § 15. Молекулярные пучки ....... ,...,,.....,..... 301 5 16. Водородный квантовый генератор . , f ,......... i .... 303 § (7. Метод диффузионных пламен...............; . t . . 305 Глава XLII. Неизотермические методы изучения кинетики ..... 307 § I. Адиабатическое сжатие газа.....................307 § 2. Тепловой взрыв как метод неизотермической кинетики........308 § 3. Горение...............................310 § 4. Определение кинетического уравнений по кинетическим кривым разогрева........................"......311 § 5. Термографический метод.......................311 § 6. Другие неизотермические методы................... 312 Глава XLIII. Элементы математической статистики......, . 313 Глава XLIV. Специальные математические функции........ 318 Приложение I. Константы скорости химических реакций ......... 323 Приложение II. Рекомендации по оформлению кинетических экспериментальных данных.....................335 Приложение III. Хронология химической кинетики............343 Литература...............................346 Предметный указатель.......................... 358 Цена: 150руб. |
||||