Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Проточный реактор для исследования гетерогенных реакций: взаимодействие O3 с водным раствором KI

А. В. Степанов, Р .Г . Реморов, Ю.М. Гершензон

Московский физико-технический институт

Институт химической физики РАН им. Н.Н.Семёнова

 

        Гетерогенные реакции, протекающие на жидкофазных аэрозолях, определяют многие химические процессы в тропосфере, в облаках и стратосфере. Для исследования реакций, протекающих   на границе раздела фаз газ-водная среда, было разработано несколько методов. Наиболее распространённые среди них это капельный метод (droplet train) и метод с использованием вертикального проточного цилиндрического реактора, у которого стенки омываются раствором (wetted wall flow tube).

      Оба этих метода имеют две автономные системы подачи, измерения расходов и откачки газов и исследуемой жидкости. Такая конфигурация усложняет работу на установке и заметно увеличивает её стоимость. Цель настоящей работы состоит в создании простой и надёжной установки для исследования вероятностей захвата газовых молекул поверхностью жидкости и определения константы скорости их реакции с активной компонентой растворённой в жидкой среде. В качестве первого объекта была выбрана реакция O_3+ KI, для которой известны как вероятность прилипания O_3 к поверхности воды /1/ так и   константа скорости реакции O_3+ I^-  /2/.

     Проточный реактор представляет собой термостатированный цилиндр длинной 40 см. В реакторе находится подвижная кювета “лодочка” длинной  16,5 см, выполненная в виде разрезанного наполовину цилиндра с закрытыми торцами. Для того чтобы предотвратить вскипание жидкости в кювете, перед подачей в неё раствора  в реактор  подавались пары воды. При этом устанавливалось давление близкое к давлению насыщенных  паров воды ~20 Торр. После контакта озона с поверхностью жидкости, он подавался  через натекатель в регистрационную часть (резонатор спектрометра ЭПР), где устанавливалось примерно в десять раз меньшее давление 0,4-1 Торр.

     Для тестирования  реактора измерялся гетерогенный захват O_3 жидкой поверхностью как функция  концентрации  KI,. При  этом на поверхности и внутри раствора  протекала реакция  O_3+ I^-. Расход O_3 в гетерогенной реакции с KI определялся по изменению сигнала ЭПР радикалов ОН, для чего использовалась быстрая реакция титрования 

Н+О_3\to ОН+О_2 к= 2,9*10^{-11} см^3/с,

проводимая  непосредственно в резонаторе ЭПР.  

    Кинетику гетерогенной реакции изучали по изменению сигнала ЭПР радикалов ОН на выходе реактора при различных временах контакта озона с подвижной кюветой.

 Используя известную методику обработки результатов измерений скоростей захвата газовых молекул поверхностью жидкости при различных [KI] можно определить две величины /3/ :  a - коэффициент прилипания O3 к поверхности, к - константу скорости реакции O_3+ I^-. Полученные результаты и известные литературные данные даны ниже.

\alpha 2*10^3 /1/                  

                      1.7*10^{-3}

к                   >5*106 л/моль*с  /2/      

12.9 *106 л/моль*с

Сравнение показывает возможность применения развитой здесь более простой методики для решения задач гетерогенной химии атмосферы.

Литература

Utter, R.G., J. B. Burkholder, C.J. Howard, and A R. Ravishankara,1992 J. Phys. Chem. 96 Garland, J.A.,Elzerman, A.W., Penkett, S.A.  J. Geophys. Res.,C_1980,85. Jayne, J.T., D. R. Worsnop, and C.E. Kolb J. Phys. Chem. 1996,100
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика