1)

2)

3)

Розрахунок цієї задачі дозволяє провести термодинамічні дослідження системи. При вивченні газів чи відносно легколетких речовин використовують зовнішні напускні системи. Для дослідження важколетких речовин, які потрібно нагрівати до високих температур, застосовують спеціальні камери.

2.3.4. Мас-спектроскопія в хімічній кінетиці

Загальний принцип застосування методу мас-спектроскопії в кінетичних дослідженнях оснований на можливості ідентифікації і визначення кількості речовини в часі. Константи швидкостей елементарних процесів в умовах рівноважного енергетичного розприділення частинок, які беруть участь хімічній реакції за степенями вільності визначають з вимірювань концентрації реагуючих речовин і продуктів реакції. Таким чином були визначені константи дуже швидких реакцій атомів Н з молекулами F2, Cl2, O2, C2H4, C3H6, радикалами СН3, НО2 і тому подібне.

Найбільш поширеним способом вивчення механізму реакції виявився метод ізотопної мітки, яка представляє, наприклад, більш важкий ізотоп елемента. Так, для реакції бензойної кислоти з метанолом, міченої оксигеном-18,

Реакція (2.14)

знайдено, що оксиген спирту стає ефірним оксигеном. Реакція етерифікації проходить з відщепленням групи ОН від кислоти і атома Н від спирту. Гідроліз ефіру протікає по зворотній реакції:

С6Н5С +СН318ОН С6Н5С + Н2О (2.15)

Ізотопна мітка активно використовується в мас-спектроскопії для дослідження механізму фрагментації і встановлення будови іонів. Використання дейтерованого метанолу дозволило уявити, що при іонізації здійснюється відщеплення гідрогену, в основному, від метильної групи:

18ОН- + C – OR H18O – C + OR- [18OC ]- + OR (2.16)

або

CH3OH + e- [CH3O]+ + H + 2e- (2.17)

CH3OH + e- [CD2OH]+ + D + 2e- (2.18)

Метод іон-циклотронного резонансу (ІЦР) дозволив визначати такі основні кінетичні характеристики, як порядок і молекулярність реакції, константи швидкості хімічних раекцій, а також вивчати механізм хімічної реакції.

В газовій фазі утворення активованого комплексу відбувається без подолання бар’єру активації (рис.2.1.1), навпаки, його енергія нижча, від вихідної системи. Потім відбувається перегрупування активованого комплексу з невеликою енергією активації і потім розпад на вільні частинки СН3F і Cl- .

При реакції в розчині внаслідок сольватації іона енергія активованого комплексу вища, як енергія вихідної системи (рис.2.1.2).

Рис.2.1 Енергетична діаграма шляху реакції в газовій

фазі (1) і в розчині (2)

ВИСНОВКИ

Методи мас-спектроскопії мають дуже широке застосування в різних областях науки і практики. Основні напрямки розвитку апаратури ідуть по шляху підвищення дозволяючої здатності, чутливості і автоматизації, а також збільшення інтервалу вимірюючих мас-іонів, розробки нових методів іонізації. Досконалість апаратури розширяє можливості застосування методів. Вони є перспективними в області термодинамічних досліджень, а мас-спектрометрія високих тисків важлива для вивчення технологічних процесів.

Структурні дослідження в суттєвій мірі опираються на приблизні уявлення про утворення іонів і їх фрагментації.

Значна роль віддається мас-спектрометрії в вивченні кінетики і механізмів хімічних реакцій, особливо елементарних хімічних актів, в тому числі іон-молекулярних, процесів збудження, іонізації, фрагментації і перебудови молекул.

Багато інформації, отриманої при вивченні мас-спектрів, систематизовано в довідниках. Для її використання розроблені відповідні алгоритми. В даний час існує банк даних по термодинамічних властивостях речовин, який називається ІВТАНТЕРМО. Володіючи термодинамічними функціями і термохімічними характеристиками речовин, можна розрахувати рівновагу різних процесів. Результати цих розрахунків використовуються в різних областях науки і техніки: при оптимізації металургічних процесів, для обробки режимів транспортних реакцій при отриманні напівпровідникових матеріалів.

СПИСКИ ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.Складові частини енциклопедії

1.

2.

2. Книги

1.

Е.С. Пиролитическая масс-спектрометрия высокомолекулярних соединений. - М.: Химия, 1980.- 8с.

2.

спектрометрия в органической химии. – Ленинград: Химия, 1972.- 5с.

3.

соединений / А.А.Полякова, Р.А.Хмельницкий /

Под ред. А.А.Петрова – М.: Химия, 1966.-14с.

4.

исследования в химии. – М.: Мир, 2003.- 21с.