И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 156
Текст из файла (страница 156)
271 75, 326 33, Сою папи»ю п, ягогьйе» ! ге!не а!оГс1»сп !саг пГогюапоп, Н Ч, 1985, По апов В М, Кочетова '3 К, Химическая информ пи Справочник, 2 юа, М. 1956 ГЛ Мпюе о ИНФРАЗВУКОВЫЕ АППАРАТЫ (от лат. Гп1га — ниже. под), машины или устройства, в к-рых для интенсификации тсхнол. процессов в жилких средах используются низкочастотные акустнч. колебания (собственно инфразвуковыс частотой до 20 Гц, звуковые частотой до! ОО Гц).
Колебания создаются непосредственно а обрабатываемой среде с помощью гибких излучателей разл конфнгурапии н формы или жестких мсталлнч, поршней, соединенных со стенками технол. емкостей через упругие элементы (напро резиновые). Это дает возможность разгрузить от колебаний источника стенки И. а., значительно уменьшает нх вибрацию и уровень шума в производств. помещениях. В И.а., как и в вибрационных (см. Вибрацианиал техника) и пульсациаииыл ап- 256 ИНФРАКРАСНАЯ парагпах, возбуждаются колебания с большими амплитудами (от единиц до десятков мм). Однако малое поглощение инфразвука рабочей средой и возможность ее согласования с излучателем колебаний (подбор соответствующих параметров источника) и размерами аппаратов (для обработки заданных объемов жидкости) позволяют распространить возникающие при воздействии инфразвука т.
иаз. нелинейные волновые эффекты на большие технол. объемы. Благодаря этому И.а. принципиально отличаются от ультразвуковых, в к-рых жидкости обрабатываются в небольшом объеме. В И. а, реализуются след. физ. эффекты (один или песк. одновременно): навигация, высокоамплитудное знакопеременное и радиационное (звукового излучения) давления, знакопеременные потоки жидкости, акустич. течения (звуковой ветер), дегазация жидкости и образование в ней множества газовых пузырьков и их равновесных слоев, сдвиг фаз колебаний между взвешенньгми частицами и жидкостью. Этн эффекты значительно ускоряют окислит.- восстановит..
электрохим. и др. р-ции, интенсифицируют в 2-4 раза иром. процессы перемешивания, фильтрования, растворения и диспергирования твердых материалов в жилкостях, разделения, классификации и обезвоживания суспензий, а также очистку деталей и механизмов и т.д. Применение инфразвука позволяет в песк.
раэ снизить уд. энерго- н металлоемкость и габаритные размеры аппаратов, а также обрабатывать жидкости непосредственно в потоке при транспортировании их по трубопроводам, что исключаст установку смесителей и др. устройств. Одна из наиб. распространенных областей применения иифразвука-перемешивание суспензий посредством, напр., т. наз. трубных И.а. Такая машина состоит из одного или иеск.
последовательно соединенных гидропнеаматич. излучателей и загрузочного устройства (см. рис.). Модулятор 4 Ннфркткуконон киккрвт иии псремсшнкиннк суснснтив ! мсмбркннын нтиусктскь «оисбкиин; 1 маиуиктар свитого возит к; 3 тсгрттокнос усгртнстко; В комирсссор распределяет воздух таким образом, что каждая иэ двух цилипдрич. резинокордных мембран излучателя колеблется в противофазе с соседней. Жидкость подается внутрь аппарата, где подвергается воздействию мощных низкочастотных колебаний.
к-рые трансформируются в поперечные и продольные колебания частиц жидкости. Напр.. при подготовке в данном аппарате к флотации минер. пульпы под действием инфразвука происходят мелкодисперснос эмульгирование флотореагентов, предварит. аэрация суспензии вследствие выделения нз жидкости микропузырьков воздуха и интенсивное перемешивание пульпо-воздушной смеси. Для ситового разлеления и сгущения суспеизий из тонко- измельченных материалов перспективно использование классификаторов-сгусгнтелей. В таком аппарате благодаря непрерывной обработке суспензии инфразвуковыми колебаниями протекают фвз. процессы, влияющие на характер движения твердой и жидкой фаз и реологич. св-ва среды, а также непрерывно подвергается очистке (регенерируется) классифицирующий элемент.
В отсутствие колебаний при движении суспензии через сито иа его пов-сти образуется плотный слой частиц, что приводит к постепенному закупориванию щелей и быстрому уменьшению скорости фильтрования дисперсионной среды. При включении возбудителя колебаний в щелях сита образуются микропотоки, направления к-рых знакоперемснны по отношению к направлению оси. потока суспеизии.
491 На первой стадии, когда направления микропотоков н гл. потока совпадают, возникает перепад давлений, суммирующийся с гидростатич. давлением, что ускоряет фильтрование и разделение фаз. На второй стадии, когда направления микропотоков и осн. потока противоположны, звуковое поле создает обратный импульс давления, под действием к-рого разрушается фильтрующий слой частиц, и они отряхиваются с пов-сти сита, в результате чего последнее ре. генерируется. Др. вариант классификатора-сгустителя †аппар с неподвижным, горизонтально расположенным сепарирующнм элементом-сеткой (тканой металлической, капроновой, полиуретановой и др.), через к-рую под постоянным давлением движется восходящий поток суспензии.
На сетке поток разделяется на два — проходящий и возвратный, к-рый далее в виде сгущенной суспензии с крупными твердыми частицами удаляется через нижний разгрузочный узел, Классификатор может состоять из песк. аналогичных секций. Ломо Рвмскнн-Корсвкон А. В., Яммнкон В С, «Всстник АН ссср», !98в, гь7, с 3-!г; Актсгикссккк тскновагнк обогкжсвни ноисквык нскоиксмык, М., !987 В С Яммимм. ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПЙЯ (ИК спектроскопия), раздел мол.
оптич, спектроскопии, изучающий спектры поглощения и отражения электромагн. излучения в ИК области, т.е. в диапазоне длин волн от 1О ' до 10 ' м. В координатах интенсивность поглощенного излучения-длина волны (или волновое число) ИК спектр представляет собой сложную кривую с большим числом максимумов н минимумов. Полосы поглощения появляются в результате переходов между колебат. уровнями осн. электронного состояния изучаемой системы (см. Колебагпельпые спекгпры). Спектральные характеристики (положения максимумов полос, их полуширина, интенсивность) индивидуальной молекулы зависят от масс составляющих ее атомов, геом. строения, особенностей межатомных сил, распределения заряда и др.
Поэтому ИК спектры отличаются большой индивидуальностью, что и определяет их ценность при идентификации и изучении строения соединений, Для регистрации спектров используют класснч, спектрофотометры и фурье-снектрометры. Осн. части классич. спектрофотометра — источник непрерывного теплового излучения, монохроматор, иеселективиый приемник излучения. Кювета с в-вом (в любом агрегатном состоянии) помещается перед входной (иногда за выходной) щелью. В качестве диспергируюшего устройства монохроматора применяют призмы из разл.
материалов ().гГ, ХаС), КС1, С8Е и др.) и дифракц. решетки. Послеловательное выведение излучения разл. длин волн на выходную щель и приемник излучения (сканирование) осуществляется поворотом призмы или решетки. Источники излучения — накаливаемые электрич. током стержни из разл. материалов. Приемники: чувствительные термопары, металлич. и полупроводниковые термосопротивления (болометры) и газовые термопреобразователи, нагрев стенки сосуда к-рых приводит к нагреву газа и изменению его давления, к-рое фнксируетсв.
Выходной сигнал имеет вид обычной спектральной кривой. Достоинства приборов классич. схемы: простота конструкции, относит. дешевизна, Недостатки: невозможность регистрации слабых сигналов из-за малого отношения сигнал: шум, что сильно затрудняет работу в далекой ИК области; сравнительно невысокая разрешающая способность (до 0,1 см '), длительная (в течение минут) регистрация спектров. В фурье-спектрометрах отсутствуют входная и выходная щели, а оси. элемент-интерферометр. Г!отек излучения от источника лепится на два луча, к-рые проходят через образец и интерферируют, Разность хода лучей варьируется подвижным зеркалом, отражающим один из пучков.
Первоначальный сигнал зависит от энергии источника излучения и от поглощения образца и имеет вид суммы большого числа гармоиич. составляющих. Для получения спектра в обычной форме производится соответствующее фурье-преобразование с помощью встроенной ЭВМ. Достоинства 492 фурье-спектрометра высокое отношение сигнал шум, возможность работы в широком диапазоне длин волн без смены диспергирующего элемента, быстрая (за секунды и доли секунд) регистрация спектра, высокая разрешающая способность (до 0,001 см ') Недостатки сложность изготовления и высокая стоимость Все спектрофотометры снабжаются ЭВМ, к-рые производят первичную обработку спектров накопление сигналов, отделение их от шумов, вычитание фона и спектра сравнения (спектра р-рителя), изменение масштаба записи, вычисление экспернм спектральных параметров, сраннение спектров с заданными, дифференцирование спектров и др Кюветы для ИК спектрофотометров изготовляют из прозрачных в ИК области материалов В качестве р-рителей используют обычно СС(, СНСЗ„тетрахчорэтилен, вазелиновое масло Твердые образцы часто измельчают, смешивают с порошком КВг и прессуют таб тетин Для работы с агрессивными жидкостями н газазш применяют спец зашитныс напыления (Ое, Б!) на окна кювет Мешающее влияние воздуха устраняют вакуучированием прибора или продувкой его азотом В случае слабо поглошающих в-в (разреженные газы и др ) применяют многоходовые кюветы, в к-рых длина оптич пути достигает сотен метров благодаря многократным отражениям от системы параллельных зеркал Большое распространение потучит метод матричной изоляции, при к-ром исследуемый газ смешивают с аргоном, а затем смесь замораживают В роз)тьтате полуширина полос поглощения резко уменьшается н спектр получается более контрастным Применею!е спец микроскопич техники позволяет работать с объектами очень малых размеров (доли мм) Для регистрации спектров пов-сти тверлых тел применяют метод нарушенного потного внутр отражения Он основан на поглощении поверхностным стоны в ва энергии злектромагн излучения выходящего из призмы полного внутр отражения, к-рая находится в оптич контакте с изучаемой повестью И с широко применяют лля анализа смесей и идентификации чистых в-в Котичеств анализ основан на законе Бугера-Ламберта — Вера (см Абсорбяипнная слекшроскгь лия), т е на зависимости интенсивности полос поглощения от концентрации в ва в пробе При этом о кол-ве в-ва судят не по отд полосам погтошения, а по спектральным кривым в целом в широком диапазоне длин волн Если число компонентов неветико (4 — 5), то удается математически выделить их спектры даже при значит перекрывании последних Погрешность количеств анализа, как правило, составляет доли процента Идентификация чистых в-в произяодится обычно с помощью информационно-поисковых систем путем автоматич сравнении анализируемого спектра со спектрами, храняшнчися в памяти ЭВМ Характерные области поглощения ИК излучения наиб часто встречающихся функц групп хны соед приведены в табл на форзаце в конце тома Для идентификацяи новых в-в (молекулы к-рых могут содержать до 100 атомов) применяют системы искусств интеллекта В этих системах на основе спектроструктурных корреляций генерируются мот структуры, затем строятся их теоретич спектры, к-рые сравниваются с экспернм данными Исследование строения мотею 7 и др объектов методами И с подразумевает получение сведений о параметрах мол моделей и математически сводится к решению т наз обратных спектральных задач Решение таких задач осуществляется последовательным прибтиженнсм искомых параметров, рассчитанных с помощью спев теории спектральных кривых к экспериментальным Пар,гзетрами мол моделей служат массы составляющих систему атомов, длины связей, валентные и торсионные угты зарактеристиьи потенциальной нов-сти (силовые постоячные и др ), дипольные моменты связей и их производные по длинам связей и Лр И с позвочяет идентифицировать пространственные и конформационные изомсры, изучать внутри и мезкмолекулярные взаимод, характер хим связей, распределение зарядов в 493 ИОД 2И молекулах, фазовые превращения, кинетику хим р-ций, регистрировать короткожнвущие (время жизни до 1О и с) частицы, уточнять отдельные геом параметры, получать данные для вычисления термодинамич ф-ций и др Необходимый этап таких исследований — интерпретация спектров, т е установление формы нормальных колебаний, распределения колебат энергии по степеням свободы, выделение значимых параметров, определяющих положение полос в спектрах и их интенсивности Расчеты спектров молекул, содержащих до 100 атомов, в т ч полимеров, выполняются с помощью ЭВМ При этом необходимо знать характеристики мол моделей (силовые постоянные, электрооптич параметры и лр), к-рые находят решением соответствующих обратных спектральных задач или квантовохим расчетами И в том, н в другом случае обычно удается получать данные для молекут содержащих атомы лишь первых четырех периодов периодич системы Поэтому И с как метод изучения строения молекул получил наиб распространение в орг и элементоорг химии В отд случаях для газов в ИК области удается наблюдать вращат структуру колебат лотос Это позволяет рассчитывать дипольиые моменты и геом параметры молекул, уточнять силовые постоянные и т д Лмп Коыбаииа молекул 7 нзл М 1977 Эляшберг М Е, Грд бов Л А Серая В В Молекулярный спекпгалзвагй анализ и ЭВМ М !98Е Кслсбатслана* спекгроскалнв Сеанс инггыс воззрения н тенденаин под Ф А Барнса, В Ди Оранл-томаса, пер с англ М 1981 Смит А, раклалпаяннфракраснаяспезтросковая пер сзигз М 1982 Вилков Л В Папкин Ю А ага»не<скан методы игстедован я в кнмии М, 1987 ты бад11ег зпзпдап1 зрестгв !лапкой йгвппй зресгга т 1 79 рьи мбб-85 еооазтепмОоп о! мо!ссп!ег зресггоясору-ОМБ гп»гаме зресоа о!огнапи сомроппдз, д ! 7»мо о! зри!ге! мь жильем щм-77 ЛЛ !рьм ИОД (от греч !Оде»-фиолетовый, лат 1одшп) 1, хим элемент Зг!! гр периодич системы, относится к галогезмлг, ат н 53, ат м 126,9045 В природе встречается только одни стабильный изотоп 'з"1 Конфигурация внеш электронной оболочки атома 5з'5р», степени окисления — 1, +1, +3, +5 и +7, энергия ионизацин 1' 1' 1" соотв !0,45136 и 19,100 эВ, сродство к электрону -3,08 ЭВ, электроотрицательность по Полингу 2,5, атомный ралиус 0,136 нм, ионный радиус (в скобках указано координац число) Г 0,206 нм (6), 1»+ 0,058 нм (3), 0,109 нм (6), !те 0,056 нм (4), 0,067 нм (6) Молекула двухатомна, длина связи 0,266 нм, энергия диссоциацни 148,826 кДж/моль, степень днссоциации 2,8% при 727'С и 89,5% при !727'С Содержание И в земной коре 4 1О '% по массе (10'е-10'» т) Собственные минералы-иоларгирит А81, лаутарит Са (1Оз)з и др крайне редки И находится в природе в рассеянном состоянии в магматич и осадочных горных породах (1О с-10 5% по массе) Он легко выщелачивается из них водами н концентрируется организмамн, напр водорослями, зола к рых содержит до 0,5% И Пром кол-ва И встречаются в подземных водах (0,01-0,! кг/мз и выше) нефтяных и газовых месторождений, в селитрениых отложениях (до 1%) Мировые запасы И (без СССР) я иром месторождениях 2,6 млн т Свойства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
