И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 247
Текст из файла (страница 247)
В качестне метода О, обычно выбирают метод, к-рый приводят к конечным резудьтатам с наим. затратами на вычисления. Выбор того или иного метода в значит. сгецени определяется постановкой оптимнэац. задачи, а также используемой мат, моделью объекта О. О. широко используют в хим, технологии для проектирования новых и интенсификации действующих процессов и пронз-в. Примеры типовых задач Од оптим. распределение технод. параметров (нагрузок, давлений, т-р и др.) в хим.
реакторах; О. каскада аппаратов (теплообменников, днстнлляц. колонн, реакторов и т.д.); О. хим.-технол. схем (ХТС) как сложных систем взаимосвязанных аппаратов; синтез оптнм, структур ХТС при создания навьи произ.в. Л м Ба рннав А И.. Кафаров В. В., Методы аптнмнзаанн в хнмнчссваа зсхналагнн, э «зд., м, 1975; хнммальблау д., Прпхладнас нслннспнас н насра ммнраввнна, пср. с англ., м., 1 975, Хнмнчссвна зншмлспсв». чмхна мавзрь, М, 19831 Осзравсхнв Г М., Бсрспннссна т А.. Опзнмнзаа с *нынхаьмхналапмссвнх прапсссав.
Тсарн» н правика, М., 1984. Галл Ф., Мюррсн У.. Райт М., Правтнчсснаа Фзпзмпмпна, пср. с англ.. М„1985: Озпнмнзаанв «ачссзва Гланныс прадчнзм н прмнссм, М.. 1989 н б кандалсс ОПТИЧВСТчЛЯ АКТЙВНОСТ)з. способность в-ва твердого, жилкого идн газа — вращать плоскость поляризации проходящего через него света. Такие в-ва наз. оптически ахтивными.
Поворот происходит либо вправо (по часовой стрелке), либо влево (против часовой стрелки), если смотреть навстрсч> .ходу лучей света. О.а, обладают энантиомеры (см. Иэа.зсерзсч), а также энантноморфные формы кристаллов (см. Зназзтиа.ззорфизлз) ахиральных в-в при хиральном расположении нх молекул в кристаллич. решетке (напр., кварц, мочевина). От этой естественной О.а. хиральных сред отличают наведенную О.а. ахиральных в-в, к-рая появляется в них в маги. поле (Фарадея эфФект) или при контакте с хнральнымн молекулами (эффект Пфейфера). Мерв О, а.— оптнч, вращение а, к-рос измеряют при помощи подярнмстров, спектрополяриметров и днхрографон.
Уд. вращение (а) лля жидкости вычисляют по ф-ле (ОЯ - а '1( 4, гле а — угол поворота плоскости поляризации луча (в град) в кювете ллиной ! (в дм), зз' — плоти, в-ва (в гу'смз), г. и 1 означают длину волны света и т-ру р-ра, они влияют на величину а. Для р-ра [аз линейно зависит от толщины слоя р-ра н концентрации оптически активного в-ва (закон Вио) и фла имеет внд [а)л=!Оба)(рс)„где с — концентрация в-ва (г в 1ОО смз р-ра). Уд.
вращение зависит, кроме того, от типа р-рнтеля, н его также необходимо указывать. Напр., для 20'А р-ра правовращающей винной к-ты в воде для О-линии натрия (А = 589 им) и 20'С записывают: Бадр~+ 11,98' (вода, г 20). Часто вместо уд. вращении указывают малярное вращение (М18 (М(аф/!00, где М вЂ” мол, масса оптичесхи активного в-ва. Совр. поляриметры позволяют нзмерять О. а. с высокой точностью (до 0,001'). Согласно О. Френелю (1823), О, а, среды объясняется различием ее показателей преломления л, и л лля право- н 772 левополвризоваииых по кругу компонент плоскополяризов. луча света с длиной волны Л (в вакууме): а = я (!/Л) (и — л,); а > 0 прн п, < и . Т, к, величина и связана с электронной полприэуемпстаю йс молекул среды соотношеннеч (пл — 1)/(пл ь 2) су я)«Ь„ где )« — число поляризующнхся частиц в единиде обьсма (ф-ла Лоренца-Лорендв), О. а. означает различие в поляризуемостн молекул под воздействием право- и левополяризованных по кругу лучей света.
Работами М. Бориа, К. В. Осена (Озеена), П. Друдс, Э. Резерфорда, В. Куна и др. показано, что такое различие характерно для молекул, к-рыс содержат два взаимодействующих друг с другом электрона (илп две электронные системы), способные согласованно колебаться в двух юанмно перпендикулярных направлению. Этому условию отвечают колебания электронов хромофорвых грушь находшдихся в асимметричном окружении, т.е. в хирапьных молекулах. Иными словамя, хромофоры хпральпых молекул с раэл.
интенсивносп ю взштмодейстауют с право- и левополяризованиыми по кругу лучами, в рази. степени уменьшая скорость их распространения. Если в хиралъной молекуле свюанные с асямметрич. центром группы не имеют полос поглощения в ближней УФ области, то О. а. такого саед. мала, как, напр., у вторичных алифатич. спиртов, для к-рых полоса поглощения группы ОН лежат в далекой УФ области (ок.
180 нм). Прн наличии нятенсявных хромофоров (карбонилъная гругша или ароматич, заместитель) О. а. соединений в видпмой области спсатра велика. Согласно правилам Л. А. Ч угасая, малярное вращение возрастает с приближением оптически активного хромофора к асиммстрич. атому углерода, а при неюменном их взаимном расположении остается приблизительно постоянным для всех гомологичных серий соединений. Особенно велвка О.а соединений с собственно дисснмметричвым хромофором, таках как гелицены (правоспиральный гсксагелицен имеет [)Ьл)ол~ + 12 ЮО' в СНС1 ), «ис- н шроис дяены, а ()-иенасьпц.
катоны, оксалаты Со(1П) и Сг(П1). Значит, вклад в О.а. дают спиральные конформации полимеров. Так, для натнвного коллагена в а.спиральной конформации характерно сильное отрицат. вращение ( [а3п ок. — 400'), оно падает пря дспатурации приблизительно до — ! 20о. Кавпшя из конформаций характеризуется своим специфичным асимметричным окружением оптически активного хромофора. Поэтому конформеры отличаются по величине н дюкс знаку О. а., а суммарная О. а. соединения сильно зависит от т-ры, если пря этом юменяется конформац. набор молекул. Как правило, О.а.
Резко возрастает при закрепленив одной, напр. цихлич., конформации в случае образовавзш виутримол, водородюй свюи. Дж. Брюстер разработал схемы расчета знака и величины малярного вращения саед. с асзмметрнч. атомом углерода ва основе сравнения поляризуемоств эаместятелей при этом атоме и вкладов скошенных конформап. звеньев. Этв схемы применяются для предсказания або.
конфигурации и конформации хиральных молекул, С этой же делъю успешно применшот правило октантов, связывающее структуру молекулм с характером зависимоств ее О. а. от длины валлы (с дисперсией опгич. вршцеяия, знакоч эффекта Коттона; см. Хиропшичлсптм мешодас). О.а. впервые обнаружена Д.Ф. Араго в !811 (кварц) и Ж.
Б. Био в 1815 (природные орг. в-ва). Лпя,: потапов В. м., стсрюллтлп. 2 юл.. м, !рээ, с !66-зр. ядд я ОПТЙЧЕСКАЯ ИЗОМЕРЙЯ, см. Иэпмерия, ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, кристаллич. или аморфные материалы, предназначенные для передачи нли преобразования спета в разл. участках спектрального диапазона, Различаютсв по строению, св.паы, фушщиои. назначению, а также по техиологян изготовления. Структура я свойства. По строению О.
м, подраздслюот на моно. и поликриствллические, стекла, аморфные, стеклокрзюталличсшже и в.идкакристалличесзше. Прир. моио- 773 ОПТИЧЕСКИЕ 391 к р н с т а л л ы, напр., флюорнта Сара, кварца РЯО л, вальпита СаСО„слюды, каменной соли н др., давно исполъзуют в качестве О.м.
Кроме того, используют большое кол.во сннтетнч. монокрнсталлов, обладающих прозрачностью в разл. участках оптич, диапазона (рис. 1) и имеющих высокую однородность и определенные габариты. Полнкристаллячсские О. м. карактерюуются прозрачносп ю, по величшю сходной с прозрачностью моно- кристаллов, и дучшими по сравнению с ними ковструкц. св-вами. Нанб. примевевие находит оптич. керамика (иртраны) на основе А1 О (напр., поликор, или лукалокс), ТлОл (иттралокс), Мйтс) Ол, БВО (кварцевая оптич. кераьшка), пирконато-твтайатов РЬ, (д (электрооптпч, керамика), а также бсскислородныс полвкрвствллические О.м. для ИК области спектра — 1лР, МВР„Еп$, Епбе и лр. Оптические стекла харвкюрюуются высокой прозрачностью в разл.
спектральных дввцазонах, высокой однородностью структуры, позводяющей сохравать неизменность фронта световой волны при ее распространении в толще стекла, коррозиовностойкостью, хорошими конструкц. сз-вами, относнтсйьно простой технологией юготовленпя крупногабаритных юделий я изделий со сложной конфигурацией. Примешпотся с ! 8 в. В качестве О.м. используют бесцв. или цветные оксвдвые и бескислородные стекла Рос Ь Протраяпоста оотля. иатсрпалоа а ИК области слслтра. 774 392 ОПТИЧЕСКИЕ (см.
также Стекло неорганическое). большинство оксидиьт оптич. стекол-силикатные (более 30-40% 6!Оз по массе), свинцово- или боросилнкатные, а также многокомпоиеитиые оксидные системы нз 10-12 разл. оксидов, напр. алюмосилнкафосфатные стекла, содержащие А! Оз, ЯО«, Р«О,. Несиликатные оксилные стекла содеРжаз )з«Оз, В«О«, ОеО« или ТОО,. При изменении состава стекол йзменятотся и их оптич. константы, гл. обр, показатель преломления л,з и коэф. дисперсии света р .
В зависимости от величин этих характеристик на диаграмме ло — ро (т. иаз, диаграмма Аббе) О. м. делят на типы-кроны и флинты (рис. 2). Флинты характеризуются малым коэф. дисперсии (то < 50), кроны— большим (го > 50). Стекла обоих типов наз, легкими или тяжелыми в зависимости от величины показателя преломления. Обе разновидности стекол имеют общие компоненты — ЯО,, )«)а«О К«О. Кроме того, для увеличения нр в состав кронов добавляют В«ОФ А!з01, ВаО, СаО, в состав флинтов — РЬО, Т10«, ЕпО, МВО, ВЬ,Ог Осветлвтели стеколАз«О« и ВЬ«О».
Наиб. высокими значениями ро обладают фосфатные флинты на основе Р«О, (особенно при введении фторидов металлов). л 1,О 1,О 1,6 1,О 1,4 60 70 60 60 46 ЗО ОО « Рне. 2. Клаеелфнканнл зятя«. «текел (анаграмма Аббе) е за«не«мает« лт нк ля«азат«ля лреламлелна 1«л) н кезф. ля«нера«я еыта 1« О ЛК-леткне «рены; ФК -фетфатные «раны: ТФК -т«мелем феефатные краны; К- «реям; БК -бари. тлене «рены; ТК-ткнелые краяы; КФ-кранфлннты: БФ-бар«те«не флннтм; тБФ-т«малые бара«алые флнлты; ЛФ-леткне флннтьт, Ф-флннты; ТФ-тянелые флинты; СТФ-леер«тянелые флннтм; СТК-еаерктннеиые кровы. Особое место среди стекол занимают фотохромные (см. Фотлохромизм) стекла.
Выделяют также кварцевые стекла, уникальные по термо- и хнм. стойкости, огнеупорности и др. св-вам. Стеклообразный ЯО«-оси. компонент кварцевых оптич. волокон лля протяжейных волоконно-оптич. линий связи; такие волоконно-оптнч. материалы характеризуются миннм. оптич. потерями на поглощение( 10 а см '). Для линий протяженностью !Π†1 м используют также оптич. волокна на основе поликомпонентных стекол и полимеров (оптич. потери !О з — 1О з см '). Оптич.
потери (теоретические) у бескислородных оптич. стекол на 1 — 3 порядка ниже, чем у оксидных. В качестве таких материалов дая ИК диапазона используют обычно разл. халькогенндные стекла, содержащие Аз, 6 (бе, Те), ВЬ, Р, Т1, Ое и др. Наим. оптич. потерями в ИК диапазоне обладают оптич, волокна на основе галогенидов АО, Т! и их твердых р-ров и волоконные световоды на основе фтороцирконатных (содержат Ух, Р с добавлением Ва, Ха, РЗЭ и др.) и халькогснндных стекол «содержат Ак — $ (Бе) — Ое).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
