Влияние сверхслабых магнитных полей на разложение азида серебра

Изучение кинетики ионного обмена в зависимости от размера зерна адсорбента осуществлено из 2,5

ммоль/л раствора CuSO4. Полученные кинетические кривые приведены на рис. 3.

г

О 10 20 30 40 50 60

L , НИН

Рисунок 3 - Кинетические кривые ионного обмена Cu2+ на опоке в зависимости от размера зёрен опоки: 1 -

2 мм; 2 -4 мм; 3 - 6 мм.

Из кинетических кривых видно (рис. 3), что на мелком зернении опоки (2 мм) равновесие достигается через 25 минут, при этом степень извлечения меди из раствора составляет 90 %. С ростом зернения частиц опоки (6 мм) время, необходимое для достижения равновесия, увеличивается до 45 минут.

Сравнительная характеристика скорости ионного обмена адсорбции реализуется по двум механизмам: быстрому - внешнедиффузионному и медленному - внутридиффузионному. Доля обменной ёмкости, реализованной по внешнедиффузионному механизму, составляет 80-95% и незначительно возрастает с увеличением концентрации исходного раствора и уменьшением размера зерна опоки.

Рассчитанные значения константы скорости внешне - и внутридиффузионного механизма в зависимости от концентрации исходного раствора и размера зерна сорбента показали, что механизм лимитирующей стадии зависит от каждого из указанных выше параметров.

Список использованной литературы 1. Кондрашова А.В. Исследование кинетики ионного обмена катионов металлов на опоке / А.В. Кондрашова // Международная заочная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы естественных наук». 2011. С. 36-40

© А.В. Кондрашова, 2015

УДК 544.032.53

Кузьмина Лариса Владимировна

докт. физ-мат. наук, профессор КемГУ Газенаур Екатерина Геннадьевна канд. физ-мат. наук, доцент КемГУ Крашенинин Виктор Иванович

докт. физ-мат. наук, профессор КемГУ г. Кемерово, РФ E-mail: specproc@kemsu.ru

ВЛИЯНИЕ СВЕРХСЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА РАЗЛОЖЕНИЕ АЗИДА СЕРЕБРА

Аннотация

Работа посвящена исследованию влияния сверхслабых магнитных полей (10-3 - 10-6 Тл) на разложение, инициированное действием электрического поля и УФ-облучения в кристаллах азида серебра.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10/2015 ISSN 2410-700Х_

Разработана конструкция магнитной системы однородного сверхслабого магнитного поля для исследования разложения нитевидных кристаллов. Экспериментально показано, что сверхслабые магнитные поля можно рассматривать как «катализатор» и как «ингибитор» химической реакции, а, следовательно, как инструмент управления процессом разложения энергетических материалов.

Ключевые слова Азид серебра, нитевидные кристаллы, магнитное поле, разложение

Процессы, протекающие в твердых телах в электромагнитных полях, широко используются в технике, поэтому их изучение представляет одну из важных научно-технических задач. Азиды тяжелых металлов относятся к классу неустойчивых высокочувствительных энергетических материалов, в которых медленно протекающая реакция разложения даже при незначительных внешних воздействиях приводит к старению изделий на их основе, что существенно ограничивает возможности их применения. Поэтому исследование процессов, протекающих в данных материалах при действии различных флуктуаций электромагнитных полей становится актуальным.

Ранее были получены результаты, показывающие эффективное влияние магнитного поля на скорость электрополевого разложения кристаллов азидов серебра и свинца. При этом обнаружен сложный характер влияния напряженности постоянного магнитного поля в диапазоне от 1 Тл до магнитного поля Земли на стабильность данных материалов [1].

Целью настоящей работы является исследование влияния сверхслабых магнитных полей (10-3 - 10-6 Тл) на скорость реакции разложения в кристаллах азида серебра.

В качестве объектов исследования использовали нитевидные кристаллы азида серебра, выращенные по методике Ф.И. Иванова [2].

Инициирование реакции разложения проводили контактным электрическим полем, напряженность составляла 300 В/мм (в качестве контактов использовали галлий) и УФ-облучением в области собственного поглощения.

Для управления реакции электрополевого разложения использовали магнитное поле. Сверхслабые магнитные поля получали в соленоиде, подключенном через делитель напряжения к источнику постоянного тока (батарейке 1,5 В), соленоид помещали в магнитный экран из меди толщиной 6 мм. Количественный анализ продуктов разложения в анионной подрешетке, проводили методом внешнего газовыделения (кристалл находился под микроскопом под слоем вазелинового масла) и методом Хилла (кристалл растворяли в тиосульфате натрия) [3]. В обоих случаях измеряли диаметр газообразных продуктов и рассчитывали их суммарный объем. Время до взрыва образца определяли по секундомеру, который включался одновременно с источником питания постоянного тока.

Факт взрыва образца определяли по вспышке или звуковому сигналу.

В первой серии опытов: образцы азида серебра предварительно обрабатывали в магнитном поле с индукцией 10-6 Тл. Время обработки варьировали в интервале от 5 до 140 часов. Реакцию разложение инициировали с помощью контактного электрического поля, либо облучали ультрафиолетом.

Предварительная обработка кристаллов азида в магнитном поле дает результаты, из которых видно, что максимальное количество выделившегося газа почти в 2 раза превосходит таковые значения без обработки магнитным полем.

Вторая серия опытов: одновременное действие контактного электрического и магнитного полей. В этом случае кристалл под слоем вазелинового масла находился между полюсами постоянного магнита на столике микроскопа.

Можно отметить, что магнитное поле не изменяет максимальную скорость электрополевого разложения, но время перехода медленного разложения во взрывное уменьшается в 2 раза.

Проведены исследования вероятности взрывного разложения при совместном действии контактного электрического поля, инициирующего разложение и сверхслабого магнитного поля различной напряженности.

Вероятность взрывного разложения образцов под действием контактного электрического поля в присутствии сверхслабого магнитного поля 10-6 Тл. составляет 98% (после 3 минут воздействия). В этом случае магнитное поле является катализатором реакции разложения. В то время как, вероятность взрыва при действии контактного электрического поля (300 В/мм) составляет 80%, но время перехода медленного разложения во взрывное более 6 минут.

Если увеличивать магнитное поле (10-3 - 10-4 Тл), то наблюдается подавление реакции электрополевого разложения кристаллов азида серебра.

Из чего следует, что магнитное поле большее по величине магнитного поля Земли, но в ограниченной области индукций (до 10-4 Тл), напротив, является ингибитором реакции разложения.

Таким образом, в данной работе получены экспериментальные результаты, показывающие эффект влияния сверхслабых магнитных полей на процесс разложения взрывчатых материалов на примере азида серебра.

Объяснение обнаруженных эффектов в рамках настоящей работы вряд ли возможно, в силу их сложности и недостатка научной теории энергетически слабых воздействий. Возможно, кристалл «запомнил» действие магнитного поля. Предположительно одним из элементов, на который наиболее эффективно оказывает влияние сверхслабое магнитное поле, может быть азид-ион, испытывающий прецессию с разной частотой в зависимости от величины магнитного поля, увеличивая или уменьшая тем самым время образования продуктов химической реакции.

Список использованной литературы:

1. Крашенинин В. И., Кузьмина Л. В., Захаров В. Ю., Сталинин А. Ю. Электрополевое разложение азида серебра: влияние поперечных электрического и магнитного полей // Химическая физика. - 1995. - Т. 14. -№ 4. - С. 126-135.

2. Иванов Ф. И., Зуев Л. Б., Лукин М. А., Мальцев В. Д. О выращивании нитевидных кристаллов азидов серебра и свинца // Кристаллография.- 1983. - Т. 28. - № 1. - С. 194-195.

3. Heal H. G. A microgazometric procedure // Nature. - 1953. - V.172. - P. 30.

© Л.В. Кузьмина, Е.Г. Газенаур, В.И. Крашенинин, 2015

УДК 544.473:66.097.3

Синицына Полина Владимировна

магистрант 1 -ого года обучения по направлению 18.04.01 Химическая технология, ТвГТУ

г. Тверь, РФ E-mail: polinkasinicina@mail.ru Манаенков Олег Викторович к.х.н., доцент каф. БТиХ ТвГТУ г. Тверь, РФ E-mail: ovman@yandex.ru Кислица Ольга Витальевна к.х.н., доцент каф. БТиХ ТвГТУ г. Тверь, РФ E-mail: kislitza@yandex.ru

МАГНИТНОРАЗДЕЛЯЕМЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ГИДРОГЕНОЛИЗА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Аннотация

В работе представлены результаты исследования процесса гидрогенолиза микрокристаллической