Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом
В данной работе исследованы лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом. В зависимости от интенсивности лазерного излучения гексафторид серы может выступать в них как сенсибилизатор и как фторирующий агент....
Збережено в:
| Дата: | 1983 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182569 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом / В.И. Лутошкин, Л.В. Марченко, С.В. Волков, А.Г. Дружерученко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 485-488. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182569 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1825692025-02-09T23:47:56Z Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом Laser-Chemical Reactions of Sulphur Hexafluoride with Methane and Oxygen Лутошкин, В.И. Марченко, Л.В. Волков, С.В. Дружерученко, А.Г. Неорганическая и физическая химия В данной работе исследованы лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом. В зависимости от интенсивности лазерного излучения гексафторид серы может выступать в них как сенсибилизатор и как фторирующий агент. 1983 Article Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом / В.И. Лутошкин, Л.В. Марченко, С.В. Волков, А.Г. Дружерученко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 485-488. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182569 535.217 ru Украинский химический журнал application/pdf Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Лутошкин, В.И. Марченко, Л.В. Волков, С.В. Дружерученко, А.Г. Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом Украинский химический журнал |
| description |
В данной работе исследованы лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом. В зависимости от интенсивности лазерного излучения гексафторид серы может выступать в них как сенсибилизатор и как фторирующий агент. |
| format |
Article |
| author |
Лутошкин, В.И. Марченко, Л.В. Волков, С.В. Дружерученко, А.Г. |
| author_facet |
Лутошкин, В.И. Марченко, Л.В. Волков, С.В. Дружерученко, А.Г. |
| author_sort |
Лутошкин, В.И. |
| title |
Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом |
| title_short |
Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом |
| title_full |
Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом |
| title_fullStr |
Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом |
| title_full_unstemmed |
Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом |
| title_sort |
лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182569 |
| citation_txt |
Лазерохимические реакции гексафторида серы с метаном и кислородом / В.И. Лутошкин, Л.В. Марченко, С.В. Волков, А.Г. Дружерученко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 5. — С. 485-488. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT lutoškinvi lazerohimičeskiereakciigeksaftoridaserysmetanomikislorodom AT marčenkolv lazerohimičeskiereakciigeksaftoridaserysmetanomikislorodom AT volkovsv lazerohimičeskiereakciigeksaftoridaserysmetanomikislorodom AT družeručenkoag lazerohimičeskiereakciigeksaftoridaserysmetanomikislorodom AT lutoškinvi laserchemicalreactionsofsulphurhexafluoridewithmethaneandoxygen AT marčenkolv laserchemicalreactionsofsulphurhexafluoridewithmethaneandoxygen AT volkovsv laserchemicalreactionsofsulphurhexafluoridewithmethaneandoxygen AT družeručenkoag laserchemicalreactionsofsulphurhexafluoridewithmethaneandoxygen |
| first_indexed |
2025-12-01T22:10:28Z |
| last_indexed |
2025-12-01T22:10:28Z |
| _version_ |
1850345554484133888 |
| fulltext |
Уравнение (11) для определения повышения температуры реакци
онного газа конверсии СО принимает вид
М= A·q.aco·aco (12)
(1 + n) (31,967 + ~~7~ )
При коэффициенте А, равном единице, разница между значениями
/),t, рассчитанными по основному уравнению (1) и полученному нами
(СМ. (12)), составляет не более 2,5 0/0. Но расчет даже по упрощенному
уравнению остается довольно трудоемким, поэтому для практических
целей решено номографировать полученное уравнение. Для этого была
изучена возможность представления взаимосвязи между ~t, аса, аса
при различных значениях 12 с помощью элементарной номограммы, ко
торая дает ответ при простом наложении линейки. Анализ номогра
фируемых уравнений, необходимых для построения элементарных но
мограмм нз выравненных точек, показал, что уравнение типа (12)
можно представить номограммой с двумя параллельиыми и одной пря ..
молинейной наклонной шкалами [3, 4]. Расчетные данпые свидетель-
.сгвуют о том, что при всех заданных значениях 12 значения ~t уклады
ваются на одну и ту же шкалу, поэтому для большей наглядности
нами были построены три элементарные номограммы: для n==О,5+ 1,0;
n==1,0+1,5; п=1,5+2,О (рис. 2).
Для примера определяли повышение температуры конвертирован
ного газа при aco=O,15; асо=О,50. На параллельных шкалах находили
соответствующие значения аса и псо, соединяли их прямой и при ее
пересечении с наклонной шкалой получали результат: при n == 1,0 тем
пература повышалась на 450, при n= 1,5 - на 350.
1. Курс технологии связанного азота / Под ред. В. ]1. Атрощенко, - М. : ХИМИЯ, 1969.
382 с.
2. Методы расчетов по технологии связанного азота / Под ред. В. И. Атрощспко.
Киев: Внша школа, 1978.-310 с.
3. Хованский г. с. Осповы номографии.- М. : Наука, 1976.- 351 с.
4. Хованский г. с. Номография и ее возможности. - М. : Наука, 1977.---·128 с.
Ха рьковский
политехнический институт
УДК 535.217
Поступила
26 июля 1982 г.
ЛА3ЕРОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ГЕКСАФТОРИДА СЕРЫ
С МЕТАНОМ И КИСЛОРОДОМ
В. и. Лутошкин, л. В. Марченко, с. В. Волков, А. Г. Дружерученко
Лазерохимические реакции гексафторида серы (SF6) следовало изу
чить, поскольку гексафторид серы - инертное к химическим и физи
ческим воздействиям соединение; оно не разлагается при нагревании
до 8000, реагирует с кислородом, образуя фтороксиды серы только при
непрерывном пропускании электрических искр; с магнием, кальцием
и стеклом реагирует только при температуре красного каления [1]. Это
свидетельствует о том, что при умеренных интенсивностях лазерного
излучения гексафторид серы может быть хорошим сенсибилизатором
различных лазерохимических реакций. Большое содержание фтора в.
гексафториде серы позволяет рассматривать его в качестве хорошего
фторирующего агента [2, 3] в ряде случаев, когда непосредственное
получение фтора связано со значительными техническими трудностями.
Наиболее детально изучена лазерохимическая реакция гексафторида
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, -N'q 5 485
серы с 502 [4]. По зафиксированным продуктам лазерохимическая
реакция протекает следующим образом: SF6+2S02=S02F2+2S0F2 и
имеет радикальный механизм. Изучены также лазерохимические реак
ции гексафторида серы с хлором, SiC14, SiНСlз, СНзSiСlз [5] t диссо
циация SFo [6] и его реакция с SiH4t B2I-16 , Н2 , ВС1з [7].
В данной работе исследованы лазерохимические реакции гекса
фторида серы с метаном и кислородом. В зависимости от интенсивно-
1
о
Рис. 1. Спектр смеси SF6:CH4:02 до (а) и после облучения несфокусированным иэлу
чением непрерывного СО2-лазсра (б).
сти лаэерного излучения гексафторид серы может выступать в них как
сенсибилизатор и как фторирующий агент.
Излучение непрерывно действующего СО2-л азер а (30 Вт) направ
ляли в кювету из нержавеющей стали, снабженной мешалкой для пе
ремешивания газов. Смесь исходных газов приготавливали, перемеши
вая в дополнительной емкости, соединенной с установкой напуска. В
С.лучае необходимости излучение фокусировали линзой из КВг с фокус
ным расстоянием 5 см. Кювета имела два взаимно перпендикулярных
канала, закрытых КРС-5 или же тонкой пластиной отполированного
Si для канала облучения и кварцевыми стеклами для канала наблю·
ления. Максимум интенсивности лазерного излучения варьировали по
ложеннем линзы относительно входного окошка кюветы. Анализ исход
ных компонентов и продуктов реакции проводили на ИК-спектрометре
UR-20 и масс-спектрометре MX-1320. В качестве метки для количест
венного масс-спектрометрического ана.пиза использовали аргон высо
кой чистоты.
Пробы для масс-спектрометрического анализа в процессе облуче
ния отбирали порциями по r-' 1 см" из кюветы объемом 60 см ', Пробу
разбавляли в баластной емкости масс-спектрометра. В случае необхо
димости отбор проб для ИК-спектроскопии проводили в стандартную
кювету с. окошками из NaCl.
По данным ИК-спектроскопического анализа, при воздействии на
смесь SF 6 : Cli4 : 02= 100 : 100 : 200 Тор несфокусированного излучения
СО2-лазера реакции не наблюдалось. В более ранних работах [8] по
исследованию пороговых (по интенсивности) характеристик лазеро
химических реакций был отмечен высокий уровень интенсивности для
лазерохимических реакций с участием гексафторида серы. Приведен ...
.ные спектры до и после лазерного облучения почти полностью иден-
486 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Н9 5
тичны (рис. 1). По данным ИК-спектроскопии, лазерохимические реак
ции SF6 с СН4 И 02 В отдельности также не протекают.
Под действием сфокусированного лазерного излучения на ту же
смесь SF6 : СН 4 : 0·2 (расстояние линзы от входного окошка "'"'2,5 см)
происходит реакция (иногда со взрывом), сопровождающаяся энер
гичным разрушением кварцевых окон. При данном положении линзы
сфокусированнос излучение не действует на бинарные смеси SF6 : СН4
lf
1200 1&00 2/J//O 2~(J(J 2800 у,с",-1
Рис. 2. Спектр смеси SFб:СН4:О2 ДО (а) и после облучения сфокусированным излуче
нием непрерывного СО2-лазера (6).
р
р
: : :
]'
I
/J. О 5 .10 15 20 25 t,MU/-I
Рис. 3. Состав газовой смеси SF6:CJi4:02 после облучения сфокусированным излучением
CO2- JI аз ера по данным масс-спектрометрического анализа (по отношению к начальной
концентрации SF6 ) : 1 - SF6; 2 - СО; 3 - С02 ; 4 - СН4 ; 5 - 02.
Рис. 4. Состав газовой смеси SF6:CH4 после облучения сфокусированным излучением
СО2-лазер а по данным масс-спектрометрического анализа (по отпошению к начальной
концентрации SFs): 1 - SFб ; 2 - CI-I4; 3 - Н2 .
и SF6 : 02. В дальнейшем для предотвращения разрушения кварцевые
окна закрывали тонкой пленкой тефлона. ИК-спектры, снятые до и
после лазерного облучения, существенно различаются (рис. 2). Наблю
дается появление полос, характерных дЛЯ SOF·2 (393, 526 см- 1 ) , СО2
(2349 см" '}, 502 (518 CM-1) И др. В лальнейшем для повышения мак
симума интенсивности лазерного излучения последнее фокусировалось
УКРАИНСКИ.Й ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1983, т. 49, ,N'q 5 487
сразу за кремниевым окошком кюветы. Масс ...спектрометрическое ис
следование продуктов реакции показало наличие следующих соедине ...
ний: СО, со, Н2О, 502, вот, F20, сг., HF. Как видно из приведен
ных количественных измерений (рис. 3), содержание в ходе реакции
реагентов (СН4 , 02) И продуктов реакции изменяется антибатно, в то
время как гексафторид серы расходуется незначительно. Незначитель
ное расходование гексафторида серы не согласуется с энергичным раз
рушением окошек из оптического кварца, находящихся вне зоны ла
зерного облучения. 1\1.0ЖНО предположить, что в процессе облучения
образуется промежуточный продукт, обладающий сильными окисли
тельными свойствами, реакции которого катализируются поверхностыо
кварца.
Сенсибилизированное разрушение СН4 в присутствии 5F6 (при фо
кусировке лазерного излучеиия непосредственно за окошком)
CH~-+C + 2Н2
цо водорода происходит на 80 О/О за 30 мин (рис. 4).
Облучение смеси SF6 : 02 : Аг= 100 : 100 : 200 Тор приводит К не
значительному разрушению SF6 с образованием (по данным масс
спектрометрического анализа) SOF2 и Р2О.
Таким образом, при умеренной интенсивности лазерного излуче
ния гсксафторид серы не реагирует в отдельности ни с метаном, ни
с кислородом, но энергично взаимодействует со смесью метана и кис
лорода. При большой интенсивности в отсутствие кислорода происхо
дит сенсибилизированный распад метана до водорода и углерода. В
присутствии кислорода гексафторид серы разрушается с образованием
оксида фтора и фтористого тионила. Смесь гексафторида серы с мета
ном и кислородом при облучении энергично реагирует, образуя, в част
ности, четырехфтористый углерод.
1. Краткая химическая энцик.попедпя.- М. : Сов. энциклопедия, 1967.- Т. 5.- 1184 с.
2. Ополовский А. А., Лобков Е. У., Захарьев Ю. В. Особенности взаимодействия эг,
с элементами и окислами. - В кп.: Тезисы докладов на Всесоюзном симпозиуме по
химии неорганпческнх фторидов. Новосибирск: Новосиб. УН-Т, 1981, с. 98-10'1.
3. Ополовский А. А" Лобков Е. JI., Захарьев ю. В. Гексафторид серы как ФТОРИРУЮ·
щий агент. - В кн.: Тезисы докладов 113 111 Всесоюзном симпозиуме по химии не
органических фторилов. Одесса: Одес. ун-т, 1972, с. 119-121.
4. Климов В. Д., Кузьменко В. А., Легасов В. А. Химические реакции 5F 6 с Н2, 02, 502
И HF пол воздействием импульсного СО2-лззср а . - Жури. нсорган. химии, 1978, 23,
NQ 8. с. 2009-2013.
5. Pola J., Engst Р" Horak М. Some chemical reactions of sulfur hexafll10ride with sili
соп containing species stimulated Ьу C\V С02 lascr radiation.- Сзесп. Спетп. Сот
пшпэ, 1979, 44, N 7, р. 2092-2095.
6. Объяснение селективной диссоциации молекулы SF 6 в сильном ИК-поле лазера I
Р. В. Амбарцумян, ю. А. Горохов, В. С. Летохов, Г. Н. Макаров, А. А. ПурецкиЙ.
Жури. эксперим. и тсорет. физики, 1976, 23, М2 1, с. 26-30.
7. Ваиек S. Н., НаЬегmаn J. А. А 1aser augmented геасйоп : 5F6+SiH,-+S2*+5iF4+НF+
+Н2. Retention of isotopic selectivity dl1ring detonation, IEEE.-J. Quant. Electron.,
1978, 14, N 4, р. 233-237.
8. Басов Н. Г., Ораевский А. Н., Панкралов А. В. О кинетике лазерохимических реак
ций.- Квант. электроника, 1976, 3, N2 4, с. 814-822.
Институт общей и неорганической химии
АН УССР
Поступила
30 июня 1982 г.
488 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Nv 5
|