Кластер в стационарной химической кинетике
Учим химию / Металлические кластеры / Учим химию / Металлические кластеры / Кластер в стационарной химической кинетике Кластер в стационарной химической кинетике

Значительно более общий характер должны иметь приложения представлений о кластерах в стационарной химической кинетике.

В описании нестационарных процессов главное место принадлежит выделению элементарных стадий с различными временами релаксации. Н. Н. Боголюбовым еще в 50-х годах была выдвинута фундаментальная идея о том, что в многочастичных системах возникает иерархия времен релаксации. Это тем более справедливо в случае систем, содержащих элементы различной степени сложности.

Так, легко представить себе, что кластерам разного размера отвечают различные характерные времена, например рассеяния энергии элементарных актов реакции, идущей на кластере. Тогда даже в системах, способных к полной релаксации (к достижению нового равновесия после изменения условий), будут возникать явления "памяти", т. е. более или менее длительное время поведение системы будет определяться не только заданными внешними параметрами, но и предшествующими состояниями.

При повторении некоторых циклов быстрых изменений (а протекание любой реакции обеспечивается именно повторением совокупности элементарных стадий) в открытой системе с достаточно прочной "памятью" будут накапливаться изменения медленные, иначе говоря, система будет эволюционировать. Следует предполагать существенную роль кластеров в саморазвитии сложных каталитических систем, которое в общем виде было рассмотрено А. П. Руденко.

Эти общие заключения можно несколько конкретизировать.

Пусть, например, на кинетику основной гетерогенной реакции налагается гораздо более медленный процесс образования поверхностных кластеров. Скорость миграции атомов, ведущая к образованию этих поверхностных структур, в свою очередь, зависит от частоты элементарных актов на поверхности.

Учет возникающих обратных связей между собственно реакцией и перестройкой поверхности приводит к таким нетривиальным кинетическим особенностям, как множественность, (неединственность) стационарных (или квазистационарных) состояний, критические явления, колебательные режимы реакции и т. п., словом, все то, что один из специалистов в этой проблематике справедливо назвал "кинетическим кошмаром". Действительно, с точки зрения традиционной кинетики эти вещи иначе и не назовешь. Например, "множественность стационарных состояний" означает, что при данной температуре и составе среды скорость гетерогенной реакции может иметь два (и больше) различных значения. С привычной точки, зрения это кажется диким, хотя подобные явления уже открыты.

Некоторые из таких кинетических эффектов могут быть истолкованы с помощью других понятий, но для нас существенно обратить внимание на то, что сравнительно медленные процессы кластерообразования, которые налагаются на стадийный механизм основной реакции, необычайно обогащают общую кинетическую картину суммарного процесса (и еще более необычайно усложняют работу исследователя).

Смотрите также

Получение медноаммиачного волокна (целлюлозы) химическим методом
Среди различных видов искусственного волокна, которые изготовляются из целлюлозы, медноаммиачное волокно занимает особое место. Этот вид искусственного волокна впервые был по лучен давно: е ...

Материал для химического кружка
Изложенный в дипломной работе материал может быть использован в школьном курсе химии при подготовке и проведении интегрированных уроков (химия и биология, химия и экология) или в химическом кружке. ...

Характеристика абсорбционных методов очистки отходящих газов от примесей кислого характера
Грандиозные масштабы производственной деятельности человека привели к большим позитивным преобразованиям в мире – созданию мощного промышленного и сельскохозяйственного потенциала, широкому ...