Содержание
1. ВВЕДЕНИЕ4
2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР6
2.1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ6
2.1.1. Открытие химических осцилляций6
2.1.2. Реакция Белоусова-Жаботинского9
2.1.3. Реакции Брея Либавского и Бриггса-Раушера11
2.2. НЕЛИНЕЙНЫЕ И НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ13
2.2.1. Нелинейные процессы13
2.2.2. Химические нестационарные процессы в технике16
2.3. СУЩНОСТЬ ФЕНОМЕНА КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ19
2.3.1 Способы нахождения механизма колебательного процесса19
2.3.2. Математическая модель21
2.3.3. Современный этап изучения колебательных режимов22
2.3.4. Окислительное карбонилирование алкинов в растворах комплексов палладия25
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ27
3.1.ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА И МЕТОДЫ ИХ ОЧИСТКИ27
3.1.МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА28
3.1.МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ28
3.3.1. Описание экспериментальной установки28
3.3.2. Методика проведения опытов29
3.4.РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ31
4.ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ34
4.1.ЗАМЕНА АНИОНА В СОЕДИНЕНИИ ПАЛЛАДИЯ34
4.2.ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ37
БРОМИДЫ КАЛИЯ И ЛИТИЯ37
4.3.ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ C БРОМИДАМИ ПАЛЛАДИЯ39
4.4 ВЫВОДЫ42
5. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК43
5.1. ВВЕДЕНИЕ43
5.2.ПЕРЕЧЕНЬ ПАТЕНТОВ И АВТОРСКИХ СВИДЕТЕЛЬСТВ.44
5.3.КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ ПАТЕНТОВ46
5.3.1. Палладиевые каталитические системы46
5.3.2. Примеры реакций карбонилирования47
5.3.3. Способы получения реагентов48
5.4. ВЫВОДЫ:49
6.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ50
6.1. ВВЕДЕНИЕ50
6.2. СЕТЕВОЙ ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ50
6.2.1. Условные обозначения50
6.3. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ54
6.3.1. Затраты на сырье, материалы и реактивы54
6.5.РАСЧЕТ АМОРТИЗАЦИОННЫХ ОТЧИСЛЕНИЙ56
6.6. ЗАТРАТЫ НА ЗАРАБОТНУЮ ПЛАТУ57
6.7. СУММАРНЫЕ ЗАТРАТЫ НА ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ58
6.8. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ58
6.9. ВЫВОДЫ61
7.ОХРАНА ТРУДА62
7.1.ВВЕДЕНИЕ62
7.2. ПОЖАРООПАСНЫЕ СВОЙСТВА ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ И МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С НИМИ62
7.3. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ И МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ64
7.4. ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ В СООТВЕТСТВИИ С «ПРАВИЛАМИ УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК» (ПЭУ)66
7.5. АНАЛИЗ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ОПАСНОСТЕЙ И ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ68
7.6. МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОПЕРАЦИЙ70
7.7.САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В РАБОЧЕМ ПОМЕЩЕНИИ71
7.8. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ73
7.9. ВЫВОДЫ74
7.10. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ74
7.10.1. Предлагаемые методы очистки отходов:75
8.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ76
Выдержка из текста
1.Введение
Колебательные процессы играют существенную роль в жизнедеятельности различных организмов, определяя основной механизм многих явлений биологической подвижности (летательные мышцы насекомых, биение сердца, перистальтика кишечника) и взаимодействие видов в биоценозах [1]. Колебательные процессы в «активных биологических и химических средах» приводят к возникновению автоволновых процессов.
Интересные данные получены в Кардиологическом ценре г. Владивостока при исследованиях биологических ритмов человеческого организма [2]. Судя по этим данным, физиологическое состояние организма меняется в течение суток многократно, а вместе с ним меняется и работоспособность, и сопротивляемость болезням, и даже восприимчивость к тем или иным лекарствам. Гипотеза о существовании в природе биологических часов появилась впервые в начале XVIII века — в связи с наблюдением за движением листьев и цветов некоторых растений. Затем обнаружили биологические часы и у животных, в том числе — высших. Но лишь в последние десятилетия человек стал понимать принцип действия этих часов, он связан с колебательными химическими реакциями внутри клеток.
Колебательные химические реакции — процессы, в ходе которых наблюдаются колебания скорости реакции и концентраций некоторых промежуточных веществ. Периоды большинства колебательных реакций составляют от долей секунды до десятков минут. Колебательные реакции лежат в основе важнейших биологических процессов — генерации нервных импульсов и биоритмов, мышечного сокращения. Химические колебания — частный случай пространственно-временной самоорганизации неравновесных систем [3].
Колебательные реакции представляют собой циклические процессы. На молекулярном уровне цикличность лежит в основе протекания обширного класса химических процессов, в том числе и каталитических.
Подавляющее большинство использующихся в промышленности химических процессов является каталитическими. На сегодняшний день каталитические реакции основной путь получения химических продуктов в промышленном органическом и нефтехимическом синтезе. В течение последних 50 лет особенно интенсивно развивалась область катализа, связанная с использованием комплексов металлов в качестве гомогенных и гетерогенных катализаторов. В промышленности реализовано более 50 процессов на базе металлокомплексных катализаторов. Повышенный интерес к металлокомплексным катализаторам связан с высокой скоростью и селективностью вызываемых ими превращений, а также возможностью осуществлять новые реакции, трудно реализуемые другими методами.
Среди многочисленных реакций, катализируемых комплексами металлов, реакции карбонилирования ненасыщенных соединений занимают важное место. Эти реакции являются многомаршрутными многосубстратными процессами, позволяющими получать из простого сырья ценные продукты с хорошими показателями в мягких условиях при малом числе технологических стадий.
Процессы карбонилирования алкинов представляют практический интерес для получения ряда продуктов основного и тонкого органического синтеза: ненасыщенных моно- и дикислот (акриловой, малеиновой, фумаровой, муконовой, гидромуконовой, метакриловой, цитраконовой, мезаконовой, янтарной), их эфиров, ангидридов и других производных. Достоинством этих процессов является малостадийность синтеза из относительно дешевого и доступного сырья [4].
Цель инженерной работы: выяснение влияния роли компонентов каталитической системы на характер колебательного режима реакции окислительного карбонилирования фенилацетилена, выявление общих черт и различий колебательных
Список использованной литературы
1.Корзухин М.Д. // Колебательные процессы в биол. и химич. системах / Ред. Г.М.Франк. М., 1967. C. 231.
2.Назаренко В. Г., Сельков Е. Е. Автоколебания в открытой биохимической реакции с субстратным угнетением. Биофизика, 1981, т. 26, с. 428 434.
3.Полак М.С., Михайлов А.С. Самоорганизация в неравновесных физико-химических системах. — М.: Наука, 1986
4.Справочник химика. М.:изд. «Химия», 1965, т.3, 1005 с.
5.Гарел Д., Гарел О. Колебательные химические реакции. М., Мир, 1986, -148.
6.Б.В. Вольтер. Легенда и быль о химических колебаниях. Журн. «Знание и сила». №4, 1988
7.Lotka A.J. // J. Phys. Chem. 1910. V. 14. P. 271
8.Bray W.C. // J. Am. Chem. Soc. 1921. V. 43. P. 1262.
9.Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. М., 1960.
10.Кольцов Н. К. Организация клетки. М,; Л.: Биомедгиз, 1936. 652 с.
11.Франк-Каменецкий Д.А. // ДАН СССР. 1939. Т. 25. С. 672.
12.Жаботинский А.М. Концентрационные колебания. М: Наука, 1974, 178с.
13.Фарроу С.В. кн. Колебания и бегущие волны в химических системах. Под редакцией Р. Филда, М. Бургера. Мир, 1988.
14.Богдашкин Н.Н., Дубровский С.А. Режимы протекания модельной колебательной химической реакции. //Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ. 1999. — № 1. С. 139-144.
15.Боресков В.В., Слинько М.Г., Филиппова А.Г. Каталитическая активность никеля, палладия, платины в отношении реакции окисления водорода. М: Наука, 1975, 123с.
16.Барелко В.В., Мержанов А.Г. Новые явления в нестационарном катализе. В сб. Проблемы кинетики и катализа., т.17, Нестационарные и неравновесные процессы в гетерогенном катализе. М.Наука, 1973, с.182-186
17.Матрос Ю.Ш. Нестационарные процессы в каталитических реакторах. -Новосибирск: Наука, 1982.
18.Брук Л.Г. Исследование кинетики и механизма синтеза эфиров насыщенных и α,β- насыщенных моно- и дикислот карбонилированием ацетилена в растворах комплексов палладия. Дисс. на соскание уч.степ. к.х.н. М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 1980, 208с.
19.Алиев Р. , Шноль С. Э. Колебательные химические реакции. Кинетика и катализ. 1998. № 3. С. 130-133
20.Масао Тсукада. Органические субстраты, производящие двойную частоту колебаний реакции Белоусова Жаботинского. Химическая лит-ра с.1537-1540, 1987.
21.Вавилин В.А., Гулак П.В., Жаботинский А.М., Заикин А.Н. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1969. Т. 11. С. 2618.
22.Яцимирский К.Б. Колебательные химические реакции и их значение для аналитической химии. Журнал аналитической химии, 1987,т.XLII, вып.10, с. 1743-1752.
23.Шуляковский Г.М., Тёмкин О.Н., Быканова Н.В., Ныркова А.Н. Гомогенная каталитическая реакция карбалкоксилирования ацетилена в спиртово-диметилсульфоксидных растворах комплексов палладия. В сб. Химическая кинетика в катализе. Кинетические модели жидкофазных реакций. Черноголовка, 1985, с. 112-119
24.Malashkevich А.V.,Bruk L.G., Tiomkin O.N. J.Phys.Chem., A.1997, V.101 № 51, p.9825
25.С.Н. Городский., А.Н. Захаров, А.В. Кулик, Л.Г. Брук, О.Н. Тёмкин. Окислительное карбонилирование алкинов в режиме автоколебаний. // Кинетика и катализ. 2001. Т.42. С. 280-293.
26.С.Н. Городский, Е.С. Калёнова, Л.Г. Брук, О.Н. Тёмкин. Окислительное карбонилирование алкинов в режиме автоколебаний. Влияние природы субстратов на динамическое поведение реакционной системы. Журн. Изв.Академия наук. Серия химическая. 2003, №7
27.Л.А. Фёдоров. Экономика и организация производства. М.; МИСиС, 1988. 70 С.
28.«Alfa-Aesar» Johnson Matthey. Research Chemicals Metals and Materials. 2002-03 catalogue
29.Н.В. Делекторский. Технико-экономическое обоснование научно-исследовательских работ, — М.; МИТХТ, 1977. 72С
30.А.С. Бобков, А.А. Блинов, И.А. Роздин, Е.И. Хабарова. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности .-М. : Химия, 1998.
31.Н. В. Лазарева, Э.И. Левина. Вредные вещества в промышленности. -Л.: Химия, Т.1. 590 С; T.3. 608 C.