LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Самопоширююча взаємодія супероксида і пероксида натрію з сульфатами деяких s-, p-, d- металів

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ








Гороховський Олександр Миколайович




УДК 546.226+546.661.49+546.662.611+543.22




САМОПОШИРЮЮЧА ВЗАЄМОДІЯ СУПЕРОКСИДА І ПЕРОКСИДА

НАТРІЮ З СУЛЬФАТАМИ ДЕЯКИХ s-, p-, d- МЕТАЛІВ


02.00.01 – неорганічна хімія



Автореферат


дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук











Донецьк – 2000

Дисертацією є рукопис.



Робота виконана в Донецькому державному технічному університеті

Міністерства освіти і науки України, м. Донецьк.



Науковий керівник:

кандидат хімічних наук, доцент

Шаповалов Валерій Васильович

Донецький державний технічний університет,

доцент кафедри прикладна екологія та охорона

навколишнього середовища



Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, доцент

Штеменко Олександр Васильович

Український державний хіміко-технологічний університет,

завідувач кафедри неорганічна хімія, м. Дніпропетровськ


кандидат хімічних наук, доцент

Марченко Валерій Іванович

Донецький державний університет,

доцент кафедри неорганічна хімія, м. Донецьк



Провідна установа:

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

кафедра неорганічної хімії, м. Київ


Захист дисертації відбудеться "29" листопада 2000 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 11.052.06 при Донецькому державному технічному університеті за адресою: 83000, м. Донецьк, вул. Артема-58, 7-й учбовий корпус.



З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Донецького державного технічного університету, 83000, м. Донецьк, вул. Артема-58, 2-й учбовий корпус.



Автореферат розіслано "24" жовтня 2000 року.








Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, к.х.н. Волкова О.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Великі успіхи, досягнуті у вивченні властивостей і реакційної спроможності пероксидних сполук, дали можливість їх практичного застосування як джерела кисню, для очищення газів і стічних вод, отвердіння радіоактивних відходів. Пероксидні сполуки помітні і тим, що, реагуючи з вологою і вуглекислим газом, зв'язують їх і виділяють еквівалентну кількість кисню. Тому вони представляють значний інтерес у якості регенераторів кисню повітря. Їх практичне використання особливо зросло в теперішній час у зв'язку з виявленою здатністю до самопоширюючої взаємодії (СПВ) у пероксидно - сольових системах.

Технологічне використання процесів СПВ є одним із перспективних напрямків розвитку сучасної хімії, що дозволяє істотно знизити енергетичні витрати при отриманні різноманітних речовин. Виявлені реакції між солями і NaO2, Na2O2 також протікають у режимі СПВ, проте, при температурах значно більш низьких, чим у відомих процесах. Для аналізу і прогнозування хімічних перетворень у цих системах з'являється можливість застосувати достатньо розроблений і апробований математичний апарат моделювання СПВ. При цьому найбільш складною та актуальною задачею застосування моделей СПВ залишається визначення кінетичних характеристик. У зв'язку з цим більш прості джерела кисню на основі реакцій Na2O2 (NaO2) із сульфатами ряду металів представляють значний інтерес у якості моделей СПВ для рішення ряду прикладних задач і розвитку загальних наукових уявлень про СПВ.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у рамках програм госптематики "Дослідження і розробка систем життєзабезпечення і контролю" (реєстраційний номер №93-257 Донецького державного технічного університету), "Дослідження в галузі твердих регенеруючих поглиначів і газогенеруючих складів" (№94-257), "Теоретичні та експериментальні дослідження в галузі забезпечення безпеки життєдіяльності колективних систем регенерації повітря" (№95-257) і спецтематики Г-56-90 (№467).

Мета роботи полягає у визначенні загальних закономірностей і особливостей раніше не вивчених гетерогенних хімічних реакцій між NaO2 або Na2O2 і сульфатами деяких s-, p-, d- металів, що протікають у режимі СПВ. При цьому передбачалось вирішити основні завдання:

  • вивчити за допомогою хімічного, термічного (ТА), рентгенівського аналізу, інфрачервоної спектроскопії і калориметрії умови протікання СПВ, проаналізувати і виділити найбільш важливі чинники, що впливають на швидкість СПВ і утворення продуктів, визначити нижні і верхні межі здійснення СПВ у цих композиціях;

  • розробити математичну модель СПВ, що коректно враховувала б вплив зовнішніх умов, кінетичний механізм хімічних перетворень, співвідношення компонентів і теплофізичні властивості систем на швидкість СПВ;

  • визначити кінетичні характеристики перетворень;

  • у пероксидно – сульфатних системах показати можливість переносу теоретичних передумов безгазових моделей у газові;

  • установити кореляцію між властивостями сульфату метала, складом продуктів реакцій і швидкістю СПВ.

Об'єкт дослідження – процес СПВ у неорганічних пероксидно – сольових системах. Предмет дослідження – самопоширюючі реакції між NaO2 або Na2O2 і солями сірчаної кислоти (PbSO4, Al2(SO4)3, MgSO4, CuSO4, Fe2(SO4)3, NiSO4, MnSO4, Na2Cu(SO4)2, NaFe(SO4)2, Na2Ni(SO4)2).

Методи дослідження. Хімічний і фазовий склад пероксидних сполук натрію, сульфатів металів, продуктів, повнота проходження реакцій визначалися методами хімічного, рентгенофазового (РФА), диференціального термічного (ДТА), термогравіметричного (ТГ) аналізу, ІЧ спектроскопії. Послідовність та температурні інтервали перетворень – методами ДТА і ТГ. Тепловиділення сумішей – калориметрією. Коефіцієнти температуропровод-ності та тепловіддачі – методом регулярного теплового режиму. Аналіз математичної моделі СПВ – методом інтегрального перетворення Лапласа. Залежність швидкості і кінетичних характеристик СПВ від властивостей сульфату метала отримана методами кореляційного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше визначені фазовий склад продуктів, швидкості та межі здійснення СПВ, а також послідовність і температурні інтервали перетворень у шістнадцятьох системах Na2O2 (NaO2) – Mez(z-1)(SO4)(2z-3), Na(4 z)Mez(SO4)2 (де Mez = Pb2+, Al3+, Mg2+, Cu2+, Fe3+, Ni2+, Mn2+). Показано, що в системах із сульфатів