43214 (571788), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Микроволновое нагревание

Микроволновое нагревание происходит несколько по-другому по сравнению с обычным нагреванием. Во-первых, реакционный сосуд должен быть значительно прозрачен для микроволн. Выбор материала сосуда ограничен фторполимерами и некоторыми другими техническими пластмассами, типа полипропилена, или стеклом, наполненным волокном PEEK (поли эфир-эфир-кетон). Нагревание реакционной смеси исходит не от поверхности сосуда; стенка сосуда - почти всегда имеет более низкую температуру, чем реакционная смесь. Фактически, стенка сосуда может быть эффективным способом потери высокой температуры реакционной смеси.

Во-вторых, для микроволн, греющих, для протекания реакции, необходим некоторый компонент реакционной смеси, который поглощает проникающие микроволны. Микроволны проникнут через реакционную смесь, и если они будут поглощены, то энергия будет преобразована в высокую температуру. Так же, как и с обычным нагреванием, смешивание реакционной смеси может произойти путем конвекции, или механически (перемешивание), чтобы равномерно распределить реагенты и температуру по всему реакционному сосуду.

Микроволновый эффект

Чтобы понять, как микроволновое нагревание может иметь эффекты, которые отличаются от обычных нагревающих методов, нужно сосредоточиться на том, что в реакционной смеси фактически поглощается микроволновая энергия. Нужно признать тот простой факт, что материалы или компоненты смеси реакции могут отличаться по их способности поглощать микроволны. Отличия в поглощении микроволн приводят к различному нагреванию и локализуют тепловую неоднородность, которая не может быть получена обычными нагревающими методами.

Для иллюстрации последствий представлены несколько примеров, где рассматривается микроволновое поглощение в объеме растворителем и/или незначительной концентрацией реагентов в растворителе.

Пример 1: Растворитель и реагенты поглощают микроволны одинаково.

Если растворитель и реагенты поглощают микроволновые печи одинаково, то передача энергии и нагреваниепроникнут на определенную глубину в объем смеси. Гомогенные условия реакции могут быть установлены с полным смешиванием, и в равновесии (химическом и тепловом), температура реагентов будет такой же самой, как и в объеме растворителя.

В этом случае, скорость реакции могут быть увеличена, увеличением температуры реакционной смеси. Это может легко быть достигнуто, используя методы микроволнового нагрева в закрытом резервуаре, используя тот же самый химизм реакции и растворитель. Альтернативно, используя обычные нагревающие методы, более высокие температуры реакции могут быть достигнуты в закрытой реакторной системе, или при использовании высококипящего растворителя в открытом сосуде.

Пример 2: Растворитель поглощает микроволны, а реагенты намного меньше

Если растворитель поглощает микроволны, а реагенты не поглощают (или поглощают в меньшей степени, чем растворитель), то передача энергии и нагревание растворителя произойдет на определенную глубину проникновения. В объеме растворитель, в свою очередь, нагреет реагенты теплопроводностью. Гомогенные условия реакции могут быть установлены с полным смешиванием, и в равновесии температура реагентов будет тем же самым, как и в объеме растворителя.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)