МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФОРМЫ ПРИМЕСИ И МЕХАНИЗМА РЕАКЦИИ В ПРОЦЕССЕ ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ)
2.
АО Научный центр «Малотоннажная химия»
3.
АО Научный центр «Малотоннажная химия»
4.
Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦ МТХ)
5.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 23
по 27
Статус:
Опубликован
Получено:
31.01.2026
Одобрено:
31.01.2026
Опубликовано:
31.01.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА, КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Аннотация:
Проведено комплексное исследование, посвященное теоретическому и практическому совершенствованию методов химической очистки веществ. Основу работы составляет задача увеличения эффективности разделения за счет целенаправленного химического превращения примесей, которое коренным образом меняет их свойства и позволяет легче удалить их на последующей физико-химической стадии. Несмотря на широкое практическое применение, в литературе практически отсутствуют фундаментальные работы по математическому моделированию таких процессов. В связи с этим основными направлениями исследований, изложенных в статье, стали разработка новых методов анализа реакционного механизма и химической формы примеси, а также создание кинетических моделей, адекватно описывающих изменение механизма химического превращения при переходе из области макро- в область микроконцентраций. В работе детально представлен разработанный авторами статистический метод идентификации механизма реакции по равновесным данным. Метод основан на гипотезе постоянства константы равновесия. На примере очистки вторичного бутилата алюминия от примесей железа муравьиной кислотой продемонстрировано, как из трех возможных форм примеси статистически обоснованно выбирается наиболее вероятная, что позволяет существенно сократить объем трудоемких экспериментальных исследований. Вторая часть статьи посвящена анализу кинетических данных процессов очистки. Экспериментально установлено и теоретически обосновано ключевое явление: при достижении определенной граничной концентрации примеси наблюдается скачкообразное изменение кинетических параметров. Это свидетельствует о смене лимитирующей стадии или реакционного механизма, что, часто связано с изменением степени ассоциации реагентов или с началом образования пространственных полимерных структур. Предложенные кинетические модели, учитывающие этот переход, позволяют более точно описывать и оптимизировать процессы глубокой очистки, что имеет важное прикладное значение для производств, требующих ультрачистых материалов.
Проведено комплексное исследование, посвященное теоретическому и практическому совершенствованию методов химической очистки веществ. Основу работы составляет задача увеличения эффективности разделения за счет целенаправленного химического превращения примесей, которое коренным образом меняет их свойства и позволяет легче удалить их на последующей физико-химической стадии. Несмотря на широкое практическое применение, в литературе практически отсутствуют фундаментальные работы по математическому моделированию таких процессов. В связи с этим основными направлениями исследований, изложенных в статье, стали разработка новых методов анализа реакционного механизма и химической формы примеси, а также создание кинетических моделей, адекватно описывающих изменение механизма химического превращения при переходе из области макро- в область микроконцентраций. В работе детально представлен разработанный авторами статистический метод идентификации механизма реакции по равновесным данным. Метод основан на гипотезе постоянства константы равновесия. На примере очистки вторичного бутилата алюминия от примесей железа муравьиной кислотой продемонстрировано, как из трех возможных форм примеси статистически обоснованно выбирается наиболее вероятная, что позволяет существенно сократить объем трудоемких экспериментальных исследований. Вторая часть статьи посвящена анализу кинетических данных процессов очистки. Экспериментально установлено и теоретически обосновано ключевое явление: при достижении определенной граничной концентрации примеси наблюдается скачкообразное изменение кинетических параметров. Это свидетельствует о смене лимитирующей стадии или реакционного механизма, что, часто связано с изменением степени ассоциации реагентов или с началом образования пространственных полимерных структур. Предложенные кинетические модели, учитывающие этот переход, позволяют более точно описывать и оптимизировать процессы глубокой очистки, что имеет важное прикладное значение для производств, требующих ультрачистых материалов.
Ключевые слова:
ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА, КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА, КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
