2017. Т. 60. Вып. 5.

Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Содержание

Обзорные статьи

Lothar Schafer, Yury I. Tarasov, Aleksandr V. Koshelev, Anatoly A. Ischenko
Прямое исследование и понимание динамики химических и биологических процессов, происходящих в конденсированных средах, в настоящее время находится на ранней стадии. Прогресс в этой области был вызван разработкой методов исследования структурной динамики материи в состоянии, далеком от равновесия, включая экстремальные состояния. Представленная информация служит основой для тестирования новых теоретических подходов к описанию вещества в причинно-связанной триаде «структура-динамика-свойство». Наблюдение динамического поведения материи в пространственно-временном континууме на сверхкоротких временных масштабах является необходимым первым шагом в объяснении и, в конечном счете, контроле неравновесных процессов и функциональности исследуемых систем. Метод сверхбыстрой электронной кристаллографии позволяет исследовать переходные неравновесные структуры, которые дают решающую информацию о структурной динамике фазовых переходов и когерентной динамики ядер в твердом состоянии, на поверхности и в макромолекулярных системах. В последние годы длительность электронного инпульса в аппаратуре сверхбыстрой электронной дифракции значительно уменьшилась, а ускоряющее напряжение значительно увеличилось. В результате, были получены фемтосекундные импульсы электронов. Предложен метод радиочастотной группировки электронов для увеличения яркости электронного импульса. Для увеличения пространственной когерентности использовался метод электронной полевой эмиссии, а для уменьшения рассогласования скоростей светового и электронного импульсов и сжатия электронных сгустков применялось пондеромоторное волновое фронтальное ускорение. Эти достижения открыли новые возможности для изучения когерентной структурной динамики - атомно-молекулярного кино с фемтосекундным временным разрешением. В обзоре цитируются результаты нескольких всемирно известных исследовательских групп.

PDF
4-20

ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомолекулярных соединений

Elena V. Stepanova, Andrei I. Stepanov

Предложена рациональная четыхстадийная схема синтеза 4-нитро-3-(тетразол-5-ил)фуразана. Синтез включает получение 3-амино-4-(1,2,4-оксадиазол-3-ил)-фуразана конденсацией амидоксима 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты с триэтилортоформиатом, восстановительное раскрытие гидразином 1,2,4-оксадиазольного цикла с образованием амидразона 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты. Диазотирование полученного соединения нитритом натрия в уксусной кислоте приводит к получению 3-амино-4-(тетразол-5-ил)фуразана. Искомый 4-нитро-3-(тетразол-5-ил)фуразан синтезирован окислением аминогруппы 3-амино-4-(тетразол-5-ил)фуразана раствором 30%-го пероксида водорода в концентрированной серной кислоте с выходом 85%. Увеличение окислительной активности системы H2O2/H2SO4 проведением стадии окисления при повышенной температуре позволило существенно уменьшить расход пероксида водорода и серной кислоты. Искомый 4-нитро-3-(тетразол-5-ил)фуразан выделен путем частичной нейтрализации реакционной массы ортофосфатом натрия с последующей экстракцией этилацетатом. Суммарный выход 4-нитро-3-(тетразол-5-ил)фуразана в пересчете на исходный амидоксим 4-аминофуразан-3-карбоновой кислоты составляет 42-48%. Показано, что реакция 4-нитро-3-(тетразол-5-ил)фуразана с рядом N- и O-нуклеофильных агентов (азидом натрия, высокоосновными аминами, гидразином, гидроксидом натрия, метанолом в присутствии карбоната калия) приводит к замещению нитрогруппы рассматриваемого соединения на нуклеофил с образованием соответствующих производных 4-R-3-(тетразол-5-ил)фуразана (R = N3, замещенная аминогруппа, NHNH2, ОН, OMe). Рассмотрены некоторые химические свойства полученных соединений. Реакция [3+2]циклоприсоединения 4-азидо-3-(тетразол-5-ил)фуразана (R = N3) c пропаргиловым спиртом использована в синтезе 4-(4-гидроксиметил-1,2,3-триазол-1-ил)-3-(тетразол-5-ил)фуразана. Конденсация 3-гидразино-4-(тетразол-5-ил)фуразана (R = NHNH2) с карбонильными соединениями в случае проведения реакции с бензальдегидом приводит к получению соответствующего гидразона, с β-дикарбонильными соединениями (малоновым диальдегидом, ацетилацетоном) были получены производные пиразола. Синтезированные соединения охарактеризованы методами 1Н и 13С ядерного магнитного резонанса, ИК спектроскопии и масс-спектроскопии.


Для цитирования:

Степанова Е.В., Степанов А.И. Получение и реакционная способность 4-нитро-3-(тетразол-5-ил)-фуразана с N- и O-нуклеофилами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 21-29.



PDF
21-29
Andrey E. Lesnov, Peter T. Pavlov, Larisa V. Pustovik, Irina А. Sarana

Нитрозированием соответствующего 1-R-3-метилпиразол-5-она (R = С4Н9, С5Н11, С6Н13, С7Н15, С8Н17, С6Н5) в кислой водно-метанольной среде при 0-5 °С синтезирован ряд 1-алкил-3-метил-4-оксиимино-2-пиразолин-5-онов c выходом 72-85 %. Соединения растворимы в CHCl3, C2H4Cl2, C6H5CH3, i-C4H9OH, CCl4, C2H5OH, мало растворимы в C6H14, H2O, могут быть перекристаллизованы из смеси C6H14 : C6H5CH3 = 5:1 или изооктана. Структура соединений подтверждена данными ПМР-, ИК-, КР-спектроскопии и данными ТСХ. Изучено межфазное распределение оксииминопиразолонов между хлороформом и водными растворами в зависимости от величины рН. В щелочных средах реагенты полностью переходят в водную фазу. В кислых растворах, вплоть до 1 моль/л HCl соединения находятся в органической фазе. Максимальные значения коэффициента распределения наблюдаются для реагентов с максимальной длиной алифатического радикала. На примере экстракции ионов никеля и меди(II) изучено влияние длины алифатического радикала в первом положении пиразолинового кольца на их экстракционные свойства. Длина радикала не влияет на состав извлекаемых комплексов никеля и меди(II), во всех случаях соотношение близко 1:2. Экстракция протекает по катионообменному механизму. Замена фенильного радикала в первом положении пиразолинового кольца алифатическим привела к увеличению значений констант распределения реагентов между хлороформом и водными растворами. Расширилась область значений рН максимального извлечения элементов. Также увеличилась емкость экстрагента по металлам. При этом значения рН50 экстракции практически не изменились. В случае 0,05 моль/л раствора 1-фенил-3-метил-4-оксиимино-2-пиразолин-5-она в хлороформе, при насыщении экстракта ионом металла наблюдалось выпадение комплекса в осадок.

Для цитирования:

Леснов А.Е., Павлов П.Т., Пустовик Л.В., Сарана И.А. 1-Алкил-3-метил-4-оксиимино-2-пиразолин-5-оны как экстракционные реагенты. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 30-36.


PDF
30-36
Safarmamad M. Safarmamadov, Davron A. Muborakkadamov, Kimyo S. Mabatkadamova

Методом потенциометрического титрования определена константа ионизации 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазола (pKк =11,83 лог.ед), выявлена область доминирования 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазола (ФФ) в широком диапазоне рН. Показано, что в области рН до 0,5-2,0 в растворе в основном доминирует 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазолный ион (HL+). При рН от 5,0 до 10,5 доминирует нейтральная молекула (L), а при рН>13,0 в растворе преобладает 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазолат ион (L-). Для определения количества частиц образующихся при взаимодействии Au (III) с ФФ по данным потенциометрического титрования строились зависимости ∆Е от -lg[ФФ] для 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазолных комплексов золота (III) при 288-318 К. Угол наклона кривых зависимостей ∆Е от - lg[ФФ] при избытке 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазола при температурах 288, 298 и 308 К равен 0,059, 0,060 и 0,061 В/моль·л-1, что соответствует последовательному присоединению трех молекул 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазола к золоту (III). При температуре 318 К не удаётся найти угол наклона соответствующий трис-комплексу в связи с резким изменением потенциала при избытке ФФ в растворе. Общие константы устойчивости 1-фурфурилденамино-1,3,4-триазолных комплексов Au (III) по данным потенциометрического титрования находили методом Фридмана и нелинейным методом наименьших квадратов. Показано, что с увеличением температуры наблюдается уменьшение общих констант устойчивости комплексов золота (III). Показано, что введение в молекулу 1,2,4-триазола заместителей влияет как на число частиц, образующихся в растворе, так и на устойчивость комплексов. Так, в системе Au (III)-1,2,4-триазол-H2O при 298 К образуются четыре комплексные частицы, а в системе Au (III)- 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазол-H2O, только - три. Общие константы устойчивости 1,2,4-триазольных комплексов равны lgβ1=6,56, lgβ2=11,13, lgβ3=14,94 и lgβ4=18,78 лог.ед., а для 1–фурфурилиденамино-1,3,4-триазольных комплексов lgβ1=5,92, lgβ2=10,14, lgβ3=13,80 лог.ед. Методом температурного коэффициента рассчитаны термодинамические функции образования комплексов. Показано, что все комплексные частицы энтальпийно стабилизированы. Наибольший рост экзотермичности реакций наблюдается при образовании комплекса, содержащего три молекулы органического лиганда. Величина ΔS на всех стадиях комплексообразования отрицательна, что связано, вероятнее всего, с уменьшением количества частиц в изучаемой системе. Самопроизвольное протекание реакций комплексообразования определяется энтальпийным фактором.

Для цитирования:

Сафармамадов С.М., Мубораккадамов Д.А., Мабаткадамова К.С. Комплексообразование золота (III) с 1-фурфурилиденамино-1,3,4-триазолом при 288 – 318 К. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 37-43.


PDF
37-43
Yuliya N. Kul’pina, Valery Yu. Prokof’ev, Natalia E. Gordina, Olga E. Khmylova, Nina V. Petukhova, Sevil I. Gazakhova

Приведено краткое описание структуры цеолитов с низким модулем. Были обсуждены вопросы образования «строительных» элементов. В частности, подробно описаны структуры тетраэдров TO4, простого четырехчленного кольца (S4R), двойного четырехчленного кольца (D4R), простого шестичленного кольца (S6R), двойного шестичленного кольца (D6R), α-ячейки и β-ячейки. Для исследования структуры цеолитов были использованы ИК-спектроскопия и рентгеновская дифракция. Были представлены типы колебаний межатомных связей (валентные и деформационные). Описаны причины появления полос поглощения в ИК спектрах. Обобщены литературные данные для ИК-спектроскопических исследований структуры цеолитов. Были выделены диапазоны локализации полос поглощения на ИК спектрах для алюмосиликатных каркасов, а также для ОН-групп и молекулярной воды. Выявлены полосы поглощения, соответствующие валентным и деформационным колебаниям TO4, S4R, D4R, S6R и D6R. Приведены примеры рентгенограмм и инфракрасных спектров для образцов цеолитов LTA и SOD, которые были получены из смесей метакаолина и гидроксида натрия с атомным соотношением Si:Al, равным 1:1 и 1:1⅓, с использованием механохимической активации или ультразвуковой обработки и прокаленных при различных температурах. Было показано, что в ИК спектре SOD полосы поглощения TO4 и S4R отчетливо идентифицируются. Установлено влияние механохимической и ультразвуковой обработки исходных сырьевых ингредиентов на интенсивность полос поглощения. Также было показано изменение ИК спектра цеолита LTA после прокаливания. Установлено, что с увеличением температуры прокаливания интенсивность полос поглощения S4R, D4R уменьшается, что свидетельствует о разрушении каркаса цеолитов.

Для цитирования:

Кульпина Ю.Н., Прокофьев В.Ю., Гордина Н.Е., Хмылова О.Е., Петухова Н.В., Газахова С.И. Использование ИК спектроскопии для изучения структуры низкомодульных цеолитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 44-50


PDF
44-50
Elbay R. Babaev

В работе описаны результаты исследований некоторых N-содержащих производных 2,6-ди-a-метилбензилфенола в качестве антиокислительных, антимикробных и противоизносных присадок к смазочным маслам. Ранее в модельных реакциях окисления углеводородов была показана эффективность некоторых азотсодержащих производных α-метил-бензилзамещенных фенолов. Из результатов исследования механизма ингибирующего действия трех 4-N-замещенных аминометил-2,6-ди-α-метилбензилфенолов следует, что они обладают близкой антирадикальной активностью, К7=6-6,5·104 л/моль×с (60 °С), превышающей К7 ионола (2,2·104 л/моль×с). Стехиометрические коэффициенты ингибирования f = 2-2,6. Наибольшей реакционной способностью и высоким фактором каталитичности обладает 2,6-ди-α-метилбензил-4-диэтиламинометилфенол. К тому же выводу можно прийти из результатов квантово-химических расчетов. Для подтверждения найденных закономерностей они были испытаны в смазочных маслах в качестве антиокислительных присадок. Антимикробные свойства исследуемых соединений изучали в составе вазелинового масла. Синтезированные аминометильные производные 2,6-ди-α-метилбензилфенола при концентрации 0,5-1 % обеспечивают устойчивость вазелинового масла к биоповреждениям, проявляют антимикробную, больше антигрибковую активность. Эти соединения по эффективности превосходят применяемый на практике биоцид -  пентахлорфенолят натрия. На четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75 оценивали смазывающие свойства исследуемых соединений, по величине пятна износа (Dи). Исследование противоизносных свойств показало, что эти соединения наряду с антиокислительными, обладают и смазочными свойствами, по противоизносной эффективности превосходят известную присадку аналогичного назначения - трикрезилфосфат. Проведен анализ взаимосвязи кинетических характеристик (констант скоростей, стехиометрических коэффициентов), полученных в модельных реакциях ингибирования окисления углеводородов, с квантово-химическими параметрами молекулярных структур ингибиторов (энтальпии, электронной заселенности, дипольных моментов), антиокислительными и антимикробными свойствами соединений в вазелиновом масле.

 

Для цитирования:

Бабаев Э.Р. Оценка взаимосвязи структуры некоторых азотсодержащих алкиларилзамещенных фенолов с их реакционной способностью и функциональными свойствами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 51-56


PDF
51-56
Sabina M. Omarova, Nadinbeg N. Verdiev, Alibek B. Alkhasov, Ukhumaali G. Magomedbekov, Vasiliy I. Dvoryanchikov, Dmitry A. Nekrasov

Дифференциально-термическим методом физико-химического анализа, с использованием общих правил проекционно-термографического метода, изучена поверхность ликвидуса стабильного тетраэдра LiF–LiCl–Li2SO4–NaCl четверной взаимной системы Li,Na//F,Cl,SO4. В результате проведенных исследований установлено, что в системе реализуется четверная эвтектическая точка, плавящаяся при 410 °С. Повышенный интерес к вовлечению в мировой энергетический баланс возобновляемых источников энергии (ВИЭ) стимулирует исследования по выявлению солевых эвтектических смесей, способных аккумулировать тепловую энергию. Исследования предприняты с целью разработки низкоплавкого, эвтектического состава, который может быть использован в тепловых аккумуляторах в качестве теплоносителя и теплонакопителя. В качестве объекта исследований выбран стабильный тетраэдр LiF – LiCl – Li2SO4 – NaCl четырехкомпонентной взаимной системы, сформированной из галогенидов и сульфатов лития и натрия. Выбор объекта исследований обусловлен тем, что в его состав входят литиевые соли, обладающие большими значениями энтальпий фазовых переходов. Для планирования экспериментальных исследований проведен анализ систем низшей мерности, входящих в огранения исследуемой системы. В результате установлено, что наиболее информативным сечением для экспериментального изучения в системе LiF –LiCl – Li2SO4 – NaCl является сечение, выбранное в объеме кристаллизации хлорида лития. Исходя из этих соображений в объеме кристаллизации хлорида лития выбрано двухмерное политермическое сечение ABC. Экспериментально ДТА исследована фазовая диаграмма разреза MN, расположенная на сечении ABC, позволившая выявить соотношения фторида лития и хлорида натрия в четверной эвтектике. Далее, последовательным изучением ДТА одномерных политермических разрезов: В – а –Ē; (LiCl)2 – Ē – E, выявлены соотношения сульфата и хлорида лития в четверной эвтектике. Выявленная таким образом эвтектика содержит: (LiF)2 – 10,4 экв. %; (LiCl)2 – 38 экв .%; Li2SO4 –23,6 экв.%; (NaCl)2 – 28 экв. % и кристаллизуется при 410 °С. Учитывая, что все компоненты, входящие в состав эвтектики, обладают относительно большими значениями энтальпий фазовых переходов, можно предположить, что выявленный и эвтектический состав будет обладать достаточным значением ΔНпл, следовательно, состав можно рекомендовать в качестве теплоносителя в устройствах для аккумулирования тепловой энергии.

Для цитирования:

Омарова С.М., Вердиев Н.Н., Алхасов А.Б., Магомедбеков У.Г., Дворянчиков В.И., Некрасов Д.А. Стабильный тетраэдр LiF-LiCl-Li2SO4-NaCl. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 57-62


PDF
57-62
Zalina Y. Isupova, Azamat A. Zhansitov, Svetlana A. Elcheparova, Svetlana Yu. Khashirova, Mohamed Kh. Ligidov, Sergey I. Pakhomov

Ионы металлов в составе полимерных соединений могут служить модельными объектами биологических систем и проявлять ряд важнейших биофункций. Особый практический интерес представляют полимерные материалы; содержащие стабилизированные ионы таких металлов как серебро; медь; железо; кобальт; никель и магний. Известно; что гуанидинсодержащие полимеры обладают собственными бактерицидными свойствами. Поэтому совмещение свойств полигуанидинов (биологическая активность; бактерицидные и гидродинамические свойства) и ионов металлов (оптические; биологические; теплофизические; электрические свойства) обуславливает перспективно-новые характеристики получаемых на их основе полимерных металлокомплексов. Синтез новых комплексных соединений осуществляли в процессе радикальной полимеризации акрилата гуанидина в присутствии соли MgSO4·7Н2О (in situ). Методами ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа исследована структура полученного полимерного комплексного соединения. ИК-спектральные исследования показали; что введение ионов магния в структуру полиакрилата гуанидина приводит к значительным изменениям их ИК спектров. Установлено; что ионы Mg2+ активно взаимодействуют как с атомом кислорода карбоксилат-иона; так и с атомом азота аминной группы полиакрилата гуанидина; образуя новое координационное соединение. Исходя из рентгеновских данных выявлено; что исходный полимер ПАГ имеет дифракционную картину кристаллического вещества. Комплексный полимер ПАГ/Mg2+обладает более аморфным строением; о чем свидетельствуют характерные широкие линии (гало) на рентгенограмме. Выявлено; что полученное комплексное соединение ПАГ/Mg2+ не сохраняет признаков исходного полимера. Это; возможно; связано с тем; что ионы магния; проникая в матрицу полимера; частично разрушают ее и образуют новое комплексное соединение.

Для цитирования:

Исупова З.Ю.; Эльчепарова С.А.; Жанситов А.А.; Хаширова С.Ю.; Лигидов М.Х.; Пахомов С.И. Исследование комплексных соединений акрилата гуанидина с ионами магния. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 63-67


PDF
63-67

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорганических и органических веществ, теоретические основы

Galina S. Bozhenkova, Alexandra N. Tarakanovskaya, Oksana D. Tarnovskaya, Roman V. Ashirov

Синтезирован мономер; представляющий собой смесь изомеров экзо;экзо- и эндо;эндо-диметиловых эфиров норборнен-2;3-дикарбоновой кислоты. Получен полимер на основе смеси диметиловых эфиров норборнен-2;3-дикарбоновой кислоты в массе мономера метатезисной полимеризацией с раскрытием цикла. В данной статье изучены физико-механические свойства полидиметилового эфира норборнен-2;3-дикарбоновой кислоты и исследовано влияние факторов окружающей среды на изменение свойств полимера. В качестве факторов окружающей среды применялись свет; УФ-облучение; вода; 0;1 М раствор соляной кислоты и условия ускоренного старения; которые проводились в климатической камере. Во время работы было обнаружено; что облучение образцов полимера ультрафиолетовым светом привело к небольшому увеличению модуля упругости при изгибе. Однако; при выдерживании полимера в воде и в растворе соляной кислоты в течение двух месяцев привело к небольшому уменьшению модуля упругости при изгибе. Перечисленные факторы не повлияли на изменение температуры стеклования полимера. В условиях ускоренного старения после двух циклов наблюдалось снижение модуля упругости при изгибе на 8;5 %; после 6 циклов на 13 %. Температура стеклования полидиметилового эфира норборнен-2;3-дикарбоновой кислоты после 6 циклов климатических испытаний уменьшилась всего на 3;4 %. Исследования показали; что полученный полимер устойчив к воде; соляной кислоте; свету и УФ-излучению. Следует отметить; что испытуемый полимер был приготовлен без добавок; стабилизаторов и антиоксидантов. Исследования показали; что полидиметиловый эфир норборнен-2;3-дикарбоновой кислоты является стойким к воздействию факторов окружающей среды и сохраняет первоначальные свойства.

Для цитирования:

Боженкова Г.С.; Таракановская А.Н.; Тарновская О.Д.; Аширов Р.В. Влияние факторов среды на физико-механические свойства полидиметилового эфира норборнен-2;3-дикарбоновой кислоты. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 68-73


PDF
68-73
Sergey I. Lazarev, Konstantin S. Lazarev, Olga A. Kovaleva, Vadim G. Kazakov, Alexandr E. Strelnikov

В работе получены данные по коэффициенту извлечения; коэффициенту задержания и величине удельного потока растворителя при электрогиперфильтрационном извлечении веществ из технологических растворов анилинсодержащего производства. Представлена интерпретация экспериментальных данных (коэффициента извлечения; коэффициента задержания и удельного потока растворителя) в зависимости от плотности тока; концентрации; природы растворенного вещества и типа полупроницаемой мембраны. Установлено; что с повышением плотности тока и концентрации серной кислоты коэффициент извлечения; коэффициент задержания по анилинсодержащим веществам возрастают. Величина удельного потока растворителя с повышением плотности тока увеличивается; а с ростом концентрации снижается. При введении в водный раствор анилина серной кислоты; коэффициент задержания увеличивается с ростом количества кислоты; вводимой в водный раствор анилина на мембранах МГА-100 и ОПМ-К; что объясняется понижением рН раствора. У слабых оснований; к которым относится анилин; при этом повышается степень диссоциации; увеличивается растворимость; уменьшается общее значение энергии Гиббса при адсорбции; что приводит к снижению сорбции анилина мембранами. Наличие в водном растворе анилина серной кислоты ведет к образованию более сложных пространственных структур; эти вещества мембраной задерживаются лучше; так как имеют более высокую степень диссоциации; лучшую растворимость в воде; больший размер молекул и обладают более разветвленной структурой. Увеличение концентрации хлорида и сульфата натрия приводит к уменьшению по ним коэффициента задержания и удельного потока растворителя через полупроницаемые мембраны типа МГА-100 и ОПМ-К.

 

Для цитирования:

Лазарев С.И.; Лазарев К.С.; Ковалева О.А.; Казаков В.Г.; Стрельников А.Е. Исследование кинетических коэффициентов электрогиперфильтрационного извлечения химических веществ из технологических растворов анилинсодержащего производства. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 74-80

PDF
74-80
Andrey V. Mitrofanov, Vadim E. Mizonov, Katia Tannous, Lev N. Ovchinnikov

Целью исследования является построение простой; но информативной модели; позволяющей качественно оценить влияние параметров процесса на кинетику гранулирования в периодическом кипящем слое. Для построения модели использован подход; основанный на теории цепей Маркова. Высота реактора кипящего слоя разбита на ячейки идеального перемешивания; и введены две параллельные цепи ячеек: одна для исходных частиц; другая для гранулированных частиц. Частицы могут стохастически двигаться вдоль своих цепей и переходить из одной цепи в другую из-за увеличения их размера вследствие гранулирования. Считается; что собственно грануляция происходит только в той ячейке цепи исходных частиц; куда подается суспензия. Объем суспензии; который оказывается в ячейке за шаг по времени; распределяется только между теми частицами; которые могут быть полностью покрыты суспензией до желаемого конечного размера. Эти частицы переходят в соседнюю ячейку цепи для уже гранулированных частиц. Затем оба сорта частиц перемещаются вдоль своих цепей в соответствие со своими матрицами переходных вероятностей. Эта «холодная» модель может быть легко скомбинирована с марковской моделью сушки в кипящем слое; разработанной в наших предыдущих работах. Численные эксперименты с моделью позволили оценить качественное влияние параметров процесса на кинетику гранулирования. Показано существование оптимальной расходной скорости газа; обеспечивающей максимальную скорость гранулообразования.

 

Для цитирования:

Митрофанов А.В.; Мизонов В.Е.; Tannous K.; Овчинников Л.Н. Теоретическое исследование кинетики гранулирования в периодическом кипящем слое. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 81-87

PDF
81-87
Evgeniy S. Slivchenko, Vadim N. Isaev, Alexander P. Samarskiy, Valerian N. Blinichev

Обобщены теоретические и экспериментальные оценки устойчивости растворов кристаллизационных систем к переохлаждению. Обсуждаются общие закономерности кинетики процесса кристаллизации с позиций классической теории образования и роста частиц новой фазы. В ходе анализа кинетической диаграммы процесса периодической гомогенной кристаллизации выявлено три характерных периода – период устойчивости к переохлаждению, период роста кристаллов и период рекристаллизации.Установлена природа процессов, определяющих длительность характерных периодов.Обоснована применимость математического аппарата классической теории образования новой фазы для вычисления основных и частных функционалов кристаллизационной системы.Приведены соотношения, позволяющие вычислить основные и частные функционалы устойчивости кристаллизационной системы к переохлаждению. Проанализировано влияние категории кристаллизационной системы на величины предела переохлаждения и экстремума индукционного периода периодической гомогенной кристаллизации. Представлены параметры устойчивости к переохлаждению пересыщенных водных растворов некоторых классов неорганических и органических веществ при периодической гомогенной кристаллизации. Сделаны выводы относительно положения экстремумов основных и частных функционалов кристаллизационной системы. Правильность выводов подтверждена анализом экспериментальных данных по кинетике кристаллизации ряда неорганических и органических веществ из водных и водно-органических растворителей. На примере процесса периодической гомогенной кристаллизации витамина группы В1 тиаминбромида из водно-этанольного раствора построен полный ряд положений экстремумов основных и частных функционалов кристаллизационной системы.Отмечены закономерности влияния содержания органического компонента в бинарном растворителе на функционалы устойчивости кристаллизационной системы.

Для цитирования:

Сливченко Е.С., Самарский А.П., Исаев В.Н., Блиничев В.Н. Устойчивость переохлажденных растворов кристаллизационных систем в классической теории образования новой фазы. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 88-93

PDF
88-93

Экологические проблемы химии и химической технологии

Dmitry V. Mashkin, Tatyana V. Izvekova, Andrei A. Gushchin, Vladimir I. Grinevich

В данной работе приводятся результаты измерений содержания тяжёлых металлов (Cu, Zn, Cd, Pb, Co, Ni, Mn) и углеводородов нефти в почвенном покрове г. Иваново. Химическое загрязнение почв оценивалось сравнением полученных результатов с нормируемыми величинами, и по показателям, являющимися индикаторами неблагоприятного воздействия на здоровье населения, а именно коэффициенту концентрации химического вещества (Кс) и суммарному показателю химического загрязнения (Zс). Установлено, что содержание свинца и нефтепродуктов превышают нормируемые значения в 6,7 и 3,9 раза соответственно, а для всех остальных контролируемых соединений их концентрации во всех исследуемых пробах превышает фоновые значения, за исключением кобальта и марганца. Для определения уровня загрязнения и выявления основных источников техногенного воздействия было осуществлено зонирование исследуемой территории на следующие зоны: санитарно-защитные зоны АЗС, зоны с интенсивным движением автотранспорта и жилые зоны. По величине Zс территории жилой застройки относятся к категории допустимого уровня загрязнения (Zc< 16), а территории вблизи дорог и автозаправок характеризуются средним уровнем загрязнения (16 < Zc < 32). Динамика изменения значения комплексного показателя уровня химического загрязнения почвы (Zс) за период с 1999 г. по 2014 г. свидетельствует об ухудшении экологического состояния почвы, а именно, значение Zc увеличилось с 12 до 18, что, вероятно, связано с ростом парка автотранспорта (прирост в среднем 6 % в год). Методом геохимического картирования сделано обоснованное предположение, что основной вклад в загрязнение почвы дают локальные источники города.

 


Для цитирования:

Машкин Д.В., Извекова Т.В., Гущин А.А., Гриневич В.И. Оценка уровня загрязнения почв г. Иваново тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 94-99


94-99