ПЛАЗМОХИМИЯ

        область химии, в которой изучаются химические процессы в низкотемпературной плазме, закономерности протекания реакций в ней и основы плазмохимической технологии. Плазма с температурой 103—2 ․104 К и при давлении 10-6—104 ам, а также неравновесная плазма искусственно получается в устройствах, называется Плазматронами. Взаимодействие между реагентами в плазме приводит к образованию конечных (целевых) продуктов, которые могут выводиться из состояния плазмы путём быстрого охлаждения (закалки). Основной особенностью плазмохимических процессов является то, что в плазме образуются в значительно больших концентрациях, чем при обычных условиях проведения химических реакций, многие реакционноспособные частицы — возбуждённые молекулы, электроны, атомы, атомарные и молекулярные ионы, свободные радикалы (образование некоторых из таких частиц возможно только в плазме), которые обусловливают новые типы химических реакций.
         Плазмохимические реакции протекают, как правило, в неравновесных условиях, когда подсистемы единой реагирующей многокомпонентной системы могут иметь различные поступательные температуры, значительно различаются вращательная, колебательная и электронная температуры, нарушается больцмановская заселённость энергетических уровней и т.п. (подробней см. в ст. Кинетическая теория газов). Неравновесность может быть обусловлена различными физическими воздействиями — электромагнитного поля, быстропеременного давления, сверхзвукового истечения,— а также самой химической реакцией, которая, будучи пороговым процессом, уменьшает количество молекул, обладающих энергией, превышающей пороговую (см. Уровни энергии), изменяя тем самым вид функции распределения молекул по энергиям.Так, например, в тлеющем разряде (См. Тлеющий разряд), ВЧ и СВЧ разрядах при низких давлениях средняя энергия электронов 3—10 эв (функция распределения их по энергиям существенно отличается от Максвелла распределения (См. Максвелла распределение)), средняя колебательная энергия молекул и радикалов ≤ 1 эв, в то время как средняя поступательная и вращательная энергия Плазмохимия 0,1 эв.
         Механизмы плазмохимических реакций имеют ряд особенностей, обусловливаемых следующими факторами. 1) Реакции диссоциации, приводящие, в частности, к образованию радикалов свободных (См. Радикалы свободные), могут быть лимитирующими стадиями. Эти реакции инициируются присутствующими в низкотемпературной плазме возбуждёнными и заряженными частицами, например колебательно- и электронно-возбуждёнными молекулами и электронами. 2) За счёт электронного удара ускоряются процессы колебательной релаксации и диссоциации молекул не только через основное, но и через электронно-возбуждённые состояния. Влияние электронного удара становится определяющим в изотермической плазме при степенях ионизации свыше 10-3 а для плазмы с резко различающимися температурами электронов и тяжёлых частиц — при любых степенях ионизации. При диссоциации и рекомбинации через электронно-возбуждённые состояния возрастает значение неадиабатических переходов. 3) Диссоциация через электронно-возбуждённые состояния является двухстадийным процессом: сначала происходит электронное возбуждение, а затем — диссоциация возбуждённых состояний (нестабильных и стабильных, в результате предиссоциации). 4) Существенную роль в диссоциации начинают играть ионно-молекулярные реакции с участием электронно-возбуждённых ионов.
         Плазмохимические реакции, как правило, являются многоканальными процессами. Это и определяет всё многообразие экспериментально осуществляемых реакций в низкотемпературной плазме; путём изменения условий генерирования плазмы и регулирования ее состава можно направлять реакции по тому или иному каналу.
         Кинетика химических процессов в неравновесной плазме отличается от обычной кинетики химической (См. Кинетика химическая). Неравновесная химическая кинетика учитывает квантовую энергетическую структуру молекул и атомов, т. е. концентрацию каждого компонента в каждом энергетическом состоянии, а также переходы между энергетическими состояниями и каналы химических реакций. Система уравнений обычной кинетики при этом заменяется на систему уравнений Паули, причём каждое отдельное уравнение этой системы связывает скорость изменения концентрации реагирующих молекул (атомов, ионов, радикалов) данного вида в некотором i-том энергетическом состоянии с концентрациями этих молекул во всех возможных энергетических состояниях, с вероятностями перехода между состояниями, с частотой столкновения частиц и со скоростью возбуждения данного уровня («накачкой» уровня). В уравнение Паули входит, кроме того, не обычная константа скорости реакции, а коэффициент скорости, характерный для данного i-того уровня. Интегрирование на ЭВМ системы уравнений Паули позволяет в простейших случаях получить полное описание плазмохимической реакции в данной системе.
         Плазмохимическая технология — новая область промышленной химической технологии. Её особенности определяются спецификой механизмов и кинетики плазмохимических реакций, а также спецификой химических процессов в низкотемпературной плазме и плазменных струях. Высокие скорости плазмохимических процессов (продолжительность 10-2—10-5 сек) позволяют уменьшить размеры промышленной аппаратуры и оборудования. (Так, для процесса плазмохимического пиролиза метана Плазменный реактор производительностью 25000 т в год имеет длину 65 см и диаметр 15 см.) Сближение времени перемешивания реагентов в плазменных струях и времени реакций приводит к тому, что значительная часть процессов лимитируется оптимальным турбулентным перемешиванием до молекулярного уровня. Закалка плазмохимических реакций осуществляется в области максимума образования нужных продуктов. Как правило, плазмохимические процессы легко управляемы; они хорошо моделируются и оптимизируются. Во многих случаях плазмохимическая технология позволяет получать материалы (например, высокодисперсные порошки, плёнки, покрытия) и вещества, обладающие весьма ценными свойствами (вольфрам, например, приобретает устойчивость к рекристаллизации и ползучести, анизотропию эмиссионных свойств). В промышленных и полупромышленных масштабах реализованы многие плазмохимические процессы: получение ацетилена и технического водорода из природного газа; получение ацетилена, этилена и водорода из углеводородов нефти (дистиллятов и сырой нефти); производство синтез-газа для получения винилхлорида; фиксация атмосферного азота (получение азотной кислоты); получение пигментной двуокиси титана и других важных промышленных продуктов.
         Становление П. как отрасли науки относится к 60-м гг. 20 в., когда были выполнены основополагающие работы в СССР, США и ФРГ.
         Лит.: Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме, под ред. Л. С. Полака, М., 1965; Очерки физики и химии низкотемпературной плазмы, под ред. Л. С. Полака, М., 1971; Использование плазмы в химических процессах, пер. с англ., М., 1970.
         Л. С. Полок.


Смотреть больше слов в «Большой Советской энциклопедии»

ПЛАЗМОЦИТОМА →← ПЛАЗМОН (ФИЗИЧ.)

Смотреть что такое ПЛАЗМОХИМИЯ в других словарях:

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмох'имия, -иСинонимы: химия

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмохимияСинонимы: химия

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмохимия сущ., кол-во синонимов: 1 • химия (43) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: химия

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмахімія, жен.

ПЛАЗМОХИМИЯ

chimie des plasmas, plasmachimie

ПЛАЗМОХИМИЯ

• chemie plazmy

ПЛАЗМОХИМИЯ

Плазмахімія

ПЛАЗМОХИМИЯ

plasma chemistry

ПЛАЗМОХИМИЯ

Хиизм Хиазм Хамло Хам Хаз Полиз Пол Поза Пламя Плазмохимия Плаз Пим Пила Пиза Пахом Пах Палия Паз Охи Оха Опал Опа Оля Олимпизм Олимп Олим Мяло Мпа Мох

ПЛАЗМОХИМИЯ

Начальная форма - Плазмохимия, единственное число, женский род, именительный падеж, неодушевленное

ПЛАЗМОХИМИЯ

1) Орфографическая запись слова: плазмохимия2) Ударение в слове: плазмох`имия3) Деление слова на слоги (перенос слова): плазмохимия4) Фонетическая тран

ПЛАЗМОХИМИЯ

- изучает химические процессы в низкотемпературной плазме иосновы плазмохимической технологии. Типичные промышленные плазмохимическиепроцессы - синтез

ПЛАЗМОХИМИЯ

ПЛАЗМОХИМИЯ, область химии, в которой изучаются химические процессы в низкотемпературной плазме, закономерности протекания реакций в ней и основы пла

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмохи/мия, -и Синонимы: химия

ПЛАЗМОХИМИЯ

Ударение в слове: плазмох`имияУдарение падает на букву: иБезударные гласные в слове: плазмох`имия

ПЛАЗМОХИМИЯ

ПЛАЗМОХИМИЯ, изучает химические процессы в низкотемпературной плазме и основы плазмохимической технологии. Типичные промышленные плазмохимические проце

ПЛАЗМОХИМИЯ

раздел физ. химии, изучающий хим. реакции в низкотемпературной плазме; является науч. базой плазмохимической технологии.

ПЛАЗМОХИМИЯ

[plasma chemistry] — раздел химической науки, изучающий химические превращения и физико-химические процессы при действии на вещество низкотемпературной

ПЛАЗМОХИМИЯ

корень - ПЛАЗМ; соединительная гласная - О; корень - ХИМ; окончание - ИЯ; Основа слова: ПЛАЗМОХИМВычисленный способ образования слова: Сложение основ∩

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмохимия плазмох`имия, -и

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмахiмiя, -мii

ПЛАЗМОХИМИЯ

ПЛАЗМОХИМИЯ, изучает химические процессы в низкотемпературной плазме и основы плазмохимической технологии. Типичные промышленные плазмохимические проце

ПЛАЗМОХИМИЯ

ПЛАЗМОХИМИЯ - изучает химические процессы в низкотемпературной плазме и основы плазмохимической технологии. Типичные промышленные плазмохимические проц

ПЛАЗМОХИМИЯ

плазмахiмiя, -мii

ПЛАЗМОХИМИЯ

сущ. жен. родаплазмохімія

ПЛАЗМОХИМИЯ

- наука, изучающая закономерностифиз.-хим. процессов и реакций в низкотемпературной плазме. Низкотемпературнаяплазма представляет собой совокупность з

ПЛАЗМОХИМИЯ

ж.plasma chemistry

ПЛАЗМОХИМИЯ

изучает кинетику и механизм хим. превращений и физ.-хим. процессов в низкотемпературной плазме. Низкотемпературной принято считать плазму с т-рой

ПЛАЗМОХИМИЯ

изучает хим. процессы в низкотемпературной плазме и основы плазмохим. технологии. Типичные пром. плазмохим. процессы - синтез ацетилена из природного г

ПЛАЗМОХИМИЯ

等离子体化学Синонимы: химия

ПЛАЗМОХИМИЯ

ПЛАЗМОХИМИЯ , изучает химические процессы в низкотемпературной плазме и основы плазмохимической технологии. Типичные промышленные плазмохимические проц

ПЛАЗМОХИМИЯ

(1 ж), Р., Д., Пр. плазмохи/мииСинонимы: химия

T: 194 M: 4 D: 3