Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

arkansas

Участник
  • Постов

    270
  • Зарегистрирован

  • Посещение

Сообщения, опубликованные arkansas

  1. То что для точного решения нужно сделать кубики очень крошечными это понятно(насколько точна модель будет зависеть от компьютера, тем более, что точность модели регулировать можно изменением пары параметров). Но я совсем понял фразу «концентрации за конечное время и на конечном расстоянии не выравниваются ни в каких из кубиков» Можно растолковать? Или это обратная сторона бесконечности?

    Да, образно говоря, это обратная сторона бесконечности. Имелось в виду то, что концентрация за конечное время не выравнивается в кубиках разного уровня, и такую предпосылку нельзя использовать в модели.

    С мат.пакетами я не знаком. Программировать буду на обычном императивном языке, с помощью массивов.

    Я быстро решил одномерную задачу, используя стандартные функции Матлаба для численного решения диф. уравнений в частных производных и 2-й закон Фика. Начальным условием была произвольная протяженность начальной концентрации по координате. В качестве граничных условий было принято отсутствие диффузии на краях, т.е. условие Нейманна - равенство градиентов нулю. Преимуществом решения 2-го закона Фика является и то, что краевые условия можно максимально приблизить к реальным - например, учесть обратный захват или метаболизм нейромедиаторов, если кинетика известна из литературы. Так что, если целью не ставится изобретение велосипеда, считать диффузию методом кубиков (конечных разностей) имеет смысл лишь для двух- и трехмерных задач. Хотя я уверен, что в библиотеках современных инженерно-физических пакетов (типа Comsol) имеются средства расчета диффузии для набора разных геометрий и начально-краевых условий. Но если есть сугубое желание попрактиковаться в программировании или совсем плохо с соответствующим софтом, тогда другое дело...

    Но вопрос того как правильно просчитывать это второй вопрос. Первый и самый главный Как производить пересчет концентраций?

    Допустим, имеется трехмерный массив с начальной концентрацией C0(x,y,z), в котором каждый элемент соответствует элементарной пространственной ячейке (кубику). Задан интервал времени (шаг) Δt и длина ребра кубика Δl.

    Шаг первый. Расчет изменения концентрации за счет диффузии происходит для каждого из кубиков в соседние через три, или четыре, или пять, или шесть граней, в зависимости от пространственного расположения ячейки. Количество продиффундировавшего вещества через грань равно -DSΔtΣi(ΔCi,i±1/Δi), где i=x,y,z. , S- поверхность грани, D - коэффициент диффузии. Поскольку мы зафиксировали, что Δi=Δl, неизвестной переменной будет только ΔCi,i±1 - разность концентрации с прилегающими ячейками. Ее легко найти простым сдвигом исходного массива концентрации вправо и влево для каждого из трех направлений и вычитанием этого массива из полученных. Легко видеть, что изменившаяся после первого шага концентрация в кубике будет C0(x,y,z)+DΔtΣi(ΔCi,i±1)/(Δl)2, где Σi(ΔCi,i±1) - сумма разностей концентрации со всеми соседними кубиками

    Второй шаг повторяет все операции первого с изменившейся начальной концентрацией. И т.д. до желаемого результата.

    Только у меня есть серьезные сомнения, что эта задача в действительности моделирует какой-либо реальный эффект в синапсе, и вот по какой причине. Влияние адвекции/конвекции, наверное, можно не учитывать, принимая, что эффлюзия содержимого синаптического пузырька идет с малой скоростью. Но как быть с мембранными потенциалами, которые могут достигать несколько десятков мВ? Я несилен в нейрофизиологии, но мне кажется, что вакуоль не открывается при деполяризации мембраны. Принимая длину синаптической щели 20 нм, получаем электрическое поле в синапсе 100-1000 кВ/м. При рН около 7 очень многие эндо- и экзогенные нейромедиаторы, агонисты и антагонисты (за редкими исключениями нейтральных каннабиноидов, сальвинаринов) имеют положительный заряд. В таком поле будет развиваться стремительный электрофорез, который напрочь перебьет любую диффузию. ИМХО нервный импульс - настолько тонкая вещь, что вряд ли можно ожидать его регулирование только таким неспецифическим процессом, как диффузия. Гораздо вероятнее самосогласование через поляризацию/деполяризацию/реполяризацию и электромиграцию.

  2. Правильно ли я составил модель? (шаг один и шаг два)

    По каким законам нужно моделировать изменение концентраций. После первого шага концентрация в кубиках первой группы должна быть какой и какой в бывшем 100-процентном?

    Где можно прочитать описание диффузии с той точки зрения с которой мне это нужно.

    Для дополнения могу сказать, что в место воды будет межклеточная жидкость, а вместо меда нейромедиаторы.

    Лучше не вставлять такие длинные ссылки, они все равно не отображаются полностью, и посмотреть удается с трудом.

    Вы бы составили модель правильно, если бы учитывали диффузионный поток из каждого кубика за единицу времени по первому закону Фика, затем определяли изменившуюся концентрацию в каждом из них и т.д. Замечу, кстати, что концентрации за конечное время и на конечном расстоянии не выравниваются ни в каких из кубиков. Для точного решения этой модели нужно брать очень малые (в идеале - бесконечно малые) размер кубиков и интервал времени. Но зачем Вам тратить бесконечно большой объем памяти и проводить бесконечно большое количество операций, когда можно просто воспользоваться численным решением 2-го закона Фика?

    О законах диффузии можно прочитать хотя бы в википедии http://en.wikipedia.org/wiki/Fick's_laws_of_diffusion

    Ваш наглядный пример с медом так и остался для меня непонятен. Что такое нейромедиаторы, тут все знают. И с кинетикой изменения концентраций знакомы. Чай не кулинары все-таки.

    Позволю себе спросить: кто поставил такую задачу? И еще. Вы с математическими пакетами (типа Maple, Matlab, Mathematica) знакомы?

  3. Мерить придется показатели преломления (так они всегда именовались по-русски). Особенно это касается растворов ПАВ вблизи ККМ, где зависимость от концентрации будет нелинейной. А дальше надо бы строить зависимость отношения Kc/Rθ от sin2(θ/2), как это вытекает отсюда: http://www.ias.ac.in...y/LightScat.pdf

    В отношении показателей преломления чистых веществ - найти можно практически все, было бы желание. Для лауриновой кислоты на 589.3 нм он равен:

    1.4493 при 20°С,

    1.4316 --"-- 40°С,

    1.4261 --"-- 60.1°С,

    1.4230 --"-- 70°С

  4. как именно движется жидкость (дисперсионная среда) при электроосмосе?

    Плоскость скольжения жидкости проходит где-то между слоем Гельмгольца и слоем Штерна, в этом районе и формируется ζ-потенциал поверхности. Профиль скоростей при электроосмосе, в отличие от гидродинамического течения, будет практически плоский по всему сечению пространства между заряженными поверхностями.
  5. Как можно определить количественную характеристику работы фермента?

    Изучая экспериментальные кинетические кривые. Например, находя константу Михаэлиса в уравнении Михаэлиса-Ментен. А какое отношение это имеет к коллоидной химии?
  6. Нам в ТТ даже не удосужились указать номер НД по которому необходимо проверять поверхностное натяжение. А конкретно НД, в котором бы указывалось, что данная методика приемлема для наших эмульсий – я не нашел. Из-за отсутствия методик и оборудования, аргументировано опровергнуть или подтвердить истину, я без Вас не смогу. Поэтому, я еще продолжаю сомневаться, что:

    ...

    Для начала давайте определимся, что в действительности определяется на сталагмометре. На нем определяется интегральная характеристика способности жидкости сокращать свою поверхность в капли определенного радиуса, которую мы и называем поверхностным натяжением. Таким образом измеренное поверхностное натяжение отражает усредненную структуру поверхности раздела жидкость-воздух в поле тяжести. Если эмульсия заметно не расслаивается, оно будет постоянным при любой скорости формирования капель. При сравнительно небольшой концентрации дисперсной фазы (микроэмульсии, разбавленные эмульсии) поверхность раздела среда-воздух практически невозмущена, и ее натяжение не зависит от количества дисперсной фазы. Если концентрация дисперсной фазы высока, поверхность раздела с воздухом будет принимать больше характер поверхности диспергированной жидкости либо нечто среднее между ними.

    В отношении стабильности эмульсий нас, конечно, интересует поверхность дисперсионной среды, поэтому стабильность концентрированных эмульсий, их моющие способности и т.д. методом счета капель уже не предскажешь. То есть интегральное поверхностное натяжение на границе с воздухом мы определим, а оно не будет значить для нас ровным счетом ничего. Но Вы имеете дело с 3%-ной эмульсией, стало быть, довольно разбавленной. Мне кажется, для таких концентраций данный подход оправдан. Но никаких фактов или НД в подтверждение моим подозрениям привести не могу, т.к. это предмет отдельного изучения и я не владею темой.

    Как так получается, что при стабильном производстве, могут серьезно отличатся значения поверхностных натяжений, измеренных на сталагмометре.

    Если ПАВы используются в виде смесей неопределенного состава, пусть даже и полученных по одной и той же технологии, то добиться постоянных показателей будет сложно. Ведь поверхностное натяжение в области высоких концентраций ПАВ меняется экспоненциально, так что самая малая неопределенность в концентрациях более высокомолекулярных компонентов даст большую ошибку в показаниях. Чтобы прояснить ситуацию. надо бы использовать чистые вещества и точно определенные концентрации.

    Ну, и как отмечено в ГОСТах, поверхностное натяжение может "плыть" во времени по причине загрязнения поверхности либо установления равновесия. Т.е. конечное значение должно определяться только тогда, когда все в эмульсиях устаканится.

    P.S. Последняя картинка наглядно показывает, как следует возбуждать интерес к предмету у старшеклассников.

  7. Может ли данный метод испытания (метод счета капель) быть приемлем для проверки поверхностного натяжения эмульсий?

    Метод счета капель приемлем для определения поверхностного натяжения любых жидкостей на границе раздела с воздухом. На кинетическую же стабильность эмульсий влияет поверхностное натяжение на границе раздела между жидкостями в эмульсии. Конечно, эти два поверхностных натяжения будут коррелировать между собой. Но в зависимости от характера ПАВ и жидкостей эмульсии адсорбция на границе раздела между жидкостями будет лучше (или хуже), чем между дисперсионной средой и воздухом. Соответственно - и стабильность эмульсии. Поэтому конкретные числа не могут являться критерием стабильности.

    Другое дело - ТУ есть ТУ, и в производстве их надо соблюдать (либо как-то дополнительно сертифицировать состав, что в отечестве сопряжено с большим геморроем). Тогда пользуйтесь гостированными ПАВ и добивайтесь допустимых значений пов. натяжения.

  8. Попробую объяснить, как умею. Световая волна в материале (в частном случае - оптически-активном диэлектрике) характеризуется напряженностью переменного электрического поля (E0), а также частотно-зависимой диэлектрической (ε) и магнитной (μ) проницаемостью. Плоскополяризованную волну можно представить как наложение двух циркулярно-поляризованных волн, вращающихся в противоположные стороны (вправо, Ed, и влево, El) с волновыми числами, соответственно, kd и kl,, причем

    Ed =E0 [axcos(ωt+ kdx)-aysin(ωt+ kdy)] и El =E0 [axcos(ωt+ klx)+aysin(ωt+ kly)],

    где ax и ay – единичные векторы, ω –круговая частота поля. Из соотношения Максвелла, волновое число k=ω(εμ)1/2. Диэлектрическая проницаемость связана с диэл. восприимчивостью χ как ε=χ+1. Для энантиомеров диэл. восприимчивость (связанная также с поляризуемостью уравнением Клаузиуса-Моссотти), а следовательно, и волновое число, различны при вращении вектора поля вправо и влево. Как ни поворачивай хиральную молекулу, одно из направлений вращения поля будет давать бОльшую циркулярную поляризуемость, восприимчивость и диэл. проницаемость, а отсюда – и большее волновое число. С увеличением хода луча различие в фазах циркулярно-поляризованных волн набегает, и плоскость поляризации поворачивается в направлении бОльшей поляризуемости.

  9. Scifinder дает теплоту парообразования только по вычислениям ACD/Labs 11: 31.27 кДж/моль.

    По изобарной теплоемкости идет ссылка на Gonzalez et al., Density, speed of sound, and refractive index of the binary systems cyclohexane(1), or methylcyclohexane(1), or cyclo-octane(1) with benzene(2), toluene(2), and ethylbenzene(2) at two temperatures, J. Chem. Eng. Data 2010, 55(2), 1003-1011, которая, в свою очередь, ссылается на Yaws, C. L. Chemical Properties Handbook. Physical, Thermodynamic, Environmental, Transport, Safety, and Health Related Properties for Organic and Inorganic Chemicals; McGraw-Hill: New York, 1999:

    при 25°С она составляет 192.63 (не сказано, чего; видимо, имеется в виду Дж/(моль К))

  10. Здесь: http://dx.doi.org/10...3199(85)90093-X

    Я бы и статью выложил, но что-то с сайтом не то. Не могу приаттачивать файлы. Просьба к админу: разобраться с этим явлением.

    P.S. Вот формула из статьи log pw(NaOH) = -0.010986 m - 1.461 * 10e -3 m^2

    + 2.03528 * 10e -5 m^3 + (1 - 1.34141 * 10e -3 m

    + 7.07241 * 10 -4 m^2 - 9.5362 * 10e -6 m^3)

    *(35.4462 - 3343.93/T

    - 10.9 log T + 0.0041645 T) (bar).

    где m - моляльность NaOH (моль/кг)

  11. Найдено на http://molbiol.ru/fo...p?showtopic=856 . А ТТХ прибора (включая его чудесную внешность :)), есть тут: http://tehnogarant.r..._l/spekol.shtml

     

    P.S. По непонятным мне причинам не могу прикрепить файл к посту. Ну да ладно. Вы и сами его сможете скачать отсюда: https://docs.google....YTEz/edit?pli=1

  12. Добрый день.

    При измерении ζ -потенциал, прибор показывает абсолютно различные значения при перекачикании электролита из одной колонки в другую.

    Пример: Из левой колонки в правую значения → 141,2 мВ, а из правой в левую ← -328,2 мВ.

    Причем при повторном измерении порядок значений и знак сохраняется.

    Подскажите, с чем может быть связаны такие показания? Врет прибор или как то объясняются такие значение?

    Заранее благодарю.

    Какой раствор, какой концентрации, какая мембрана?
  13. Следующий вопрос. Почему при решении фактически одной и той же системы дифуров (одной и той же модели) в различных работах получаются различные решения? Например, Basch, Castorani "An investiogation of BR-reaction", Kim, Lee, Shin "A simplified modelfor BR-reaction mechanism", Noyes "The Oscillatory BR-raction". И у меня получается что то третье :)

    Меня радует, что у меня начали получатся колебания, подбираю начальные условия.

    Если системы действительно одинаковые, то объяснение можно искать в различиях начальных условий, к которым, как известно, нелинейные системы очень чувствительны.
  14. Странно....

    Почему в работе Briggs-Rausher.pdf - первой из вашего списка, даются такие странные размерности константы скорости промежуточных реакций?

    M^(-2)*s^(-1) или M^(-1)*s^(-1) или вообще s^(-1). У константы скорости ведь должна быть размерность: л/моль * сек?

    Она имеет размерность л/(моль * сек), если реакция 2- го порядка. M^(-1)*s^(-1) - запись тождественная, за М принято обозначать размерность молярной концентрации (моль/л). Тогда M^(-2)*s^(-1) - размерность константы скорости реакции 3-го порядка, а s^(-1) - первого.
  15. И снова здравствуйте!

    Наконец у меня появилась работающая версия программы. Однако получилось довольно странно, решая системы, предложенные в официальных работах по кинетике Бриггса-Раушера, используя данные известной методики, получаем, что в той области колебаний нет.

    Очень сожалею. У меня, кстати, Mathematica 5 открывает файл криво. Проверьте начальные условия или пробуйте решать в том пакете, в котором колебания достигались.
  16. Интересует будет ли ЦТАБ стабилизировать УНТ в глицерине, при этом известно, что в воде он с этой задачей справляется? Если нет, то какие другие ПАВ могут быть использованы?

    Если в воде ЦТАБ работает, то в глицерине, скорее всего, тоже будет. У глицерина меньше диэлектрическая проницаемость, значит, отталкивание покрытых ЦТАБ нанотрубок будет сильнее. Другое дело - чтобы получить адсорбцию, достаточную для стабилизации, придется, вероятно, увеличить концентрацию ПАВ.
  17. Здравствуйте!

    помогите, пожалуйста, найти график зависимости оптической плотности от длины волны комплекса ГСО нарингенина с алюминия хлоридом.

    спасибо!

    Вам, разумеется, полный спектр никто не выложит, потому что едва ли кто здесь его имеет. Найдутся разве что только отдельные пики (сильные/слабые) из литературы.
  18. В книге G. A. Olah, G. K. S. Prakash, Á. MolnÁr, and J. Sommer, Superacid Chemistry, Wiley, Hoboken, NJ, 2009 есть ссылка на работу (J.-C. Culmann, M. Fauconet, R. Jost, and J. Sommer, Fluoroanions and cations in the HF–SbF5 superacid system. A 19F and 1H NMR study, New J. Chem., 1999, 23(8), 863-867), в которой наибольшая кислотность фторсурьмяной кислоты была найдена для 10% мол. SbF5. Дальше основание (протонированный 4,4'-диметоксибензгидрил-катион) уже не протонировалось во всем диапазоне концентрации пентафторида, а стало быть, кислотность определить уже было невозможно.

    Culmann99.djvu

  19. P.S. А эти книги ,которые Вы мне посоветовали подойдут для ученика 11-го класса? А то я пока ещё на университетском уровне ,например, в дифференциальном и интегральном исчислении,которое очень часто используется в физхимии, не разбираюсь,хотя слегка наперёд эти темы всё-таки прошёл.

    Трудно судить о Вашей подготовке, смотрите сами. В любом случае сомневаюсь, что Вам это все сейчас очень сильно надо. И вот почему. Во-первых, если серьезно браться за физхимию, то без знания мат. анализа не обойтись. Во-вторых, поскольку в электрохимии многое берет начало от основных положений термодинамики, начинать надо именно с последней. А про книги - за Харнеда и Оуэна старшекласснику браться настоятельно не рекомендую, Робертсона-Стокса, может быть, просмотреть имеет смысл. И то, в предположении, что учебники по электрохимии уже прочитаны.
×
×
  • Создать...
Яндекс.Метрика