О способах связывания атмосферного азота

[Ruslan_Sharipov]

2 минуты назад, yatcheh сказал:

А то, что азот может реагировать с энергичными радикалами - так это не новость.

Ну тогда надо найти вещество, которое производит такие радикалы в газовой фазе. Например при детонационном разложении. И произвести детонацию в среде азота. Можно при высоком давлении, чтобы было эффективно.

[Митя]

4 часа назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Ну тогда надо найти вещество, которое производит такие радикалы в газовой фазе. Например при детонационном разложении. И произвести детонацию в среде азота. Можно при высоком давлении, чтобы было эффективно.

Бычков что-то к ночи вспомнился.

[Ruslan_Sharipov]

3 часа назад, Митя сказал:

Бычков что-то к ночи вспомнился.

Кто такой Бычков и какое он имеет сюда отношение?

[dmr]

12 часа назад, yatcheh сказал:

 

Если бы всё так было просто, все бы на "Бентли" катались

А вообще, что бы прикинуть что может поместиться внутри кристаллических решеток металла, из размера Решетки надо отнять радиус атома металла, или радиус его иона? 

Ведь в классической схеме металлических решеток, в узлах находятся вроде ионы, а между ними электронный газ из обобществленных электрончиков, или я попутал чего... 

Цитата

Металлическими называют решётки, которые состоят из положительных ионов и атомов металла и свободных электронов.

Их образуют вещества с металлической связью. В узлах металлической решётки находятся атомы и ионы (то атомы, то ионы, в которые легко превращаются атомы, отдавая свои внешние электроны в общее пользование).

 

[dmr]

4 часа назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Кто такой Бычков и какое он имеет сюда отношение?

Большой фантазер. Но он "занимается" другими общемировыми проблемами 

[Ruslan_Sharipov]

В 04.03.2019 в 18:44, yatcheh сказал:

А то, что азот может реагировать с энергичными радикалами - так это не новость. 

Если взять реакцию фотолиза метана 2 CH₄ + N₂ = 2 HCN + 3 H₂ из Википедии, то активными радикалами здесь наверное выступают метил и атомарный водород: CH₄ = CH₃· + H·. Метил можно получить при декарбоксилировании уксусной кислоты электролизом.

    Азот при нормальном давлении плохо растворяется в воде. Но, как пишут, при повышении давления его растворимость растёт. При 200 атм и температуре 25°С в 1 грамме воды растворяется количество газа, которое при 0°С и давлении  1 атм занимает объём 2,2 см³ (Справочник химика под ред. Б.П. Никольского, том 3, изд-во Химия, 1965).

   Кроме того, при декарбоксилировании уксусной кислоты получается радикал ·(CO)O·. Вопрос, какие здесь можно ожидать реакции с азотом?

 

 

Изменено 6 Марта, 2019 в 18:20 пользователем Ruslan_Sharipov

[yatcheh]

44 минуты назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Если взять реакцию фотолиза метана 2 CH₄ + N₂ = 2 HCN + 3 H₂ из Википедии, то активными радикалами здесь наверное выступают метил и атомарный водород: CH₄ = CH₃· + H·. Метил можно получить при декарбоксилировании уксусной кислоты электролизом.

    Азот при нормальном давлении плохо растворяется в воде. Но, как пишут, при повышении давления его растворимость растёт. При 200 атм и температуре 25°С в 1 грамме воды растворяется количество газа, которое при 0°С и давлении  1 атм занимает объём 2,2 см³ (Справочник химика под ред. Б.П. Никольского, том 3, изд-во Химия, 1965).

   Кроме того, при декарбоксилировании уксусной кислоты получается радикал ·(CO)O·. Вопрос, какие здесь можно ожидать реакции с азотом?

 

 

 

Реакция Кольбе совсем не обязательно предполагает уход образовавшегося радикала с поверхности электрода. Скорее всего радикал остаётся связанным с поверхностью, и для реакции с азотом его концентрация должна быть очень велика для эффективной адсорбции, т.е. давление должно быть ОЧЕНЬ большим.

А вот бирадикал такого рода, как *C(O)O* в жидкой фазе существует очень малое время, за которое ни с чем не успевает прореагировать. Энергия внутренней рекомбинации моментально уносится третьей частицей.  Какой-то реакции можно ожидать только в газовой фазе при сильном облучении и с ничтожным квантовым выходом.

И - потом, почему вы решили, что декарбоксилирование ацетильного радикала идёт с образованием такого бирадикала? Энергетически куда выгоднее сопряжённый процесс отщепления метильного радикала с одновременным образованием невозбуждённой молекулы CO2.

[Ruslan_Sharipov]

44 минуты назад, yatcheh сказал:

Скорее всего радикал остаётся связанным с поверхностью

При реакции Кольбе из уксусной кислоты получается этан. Для этого метильный радикал должен встретиться с другим метильным радикалом. Если он останется на поверхности, вероятность встречи будет только если в это же место впилится следующий анион уксусной кислоты. При малой концентрации встречи придётся ждать долго.

[yatcheh]

19 минут назад, Ruslan_Sharipov сказал:

При реакции Кольбе из уксусной кислоты получается этан. Для этого метильный радикал должен встретиться с другим метильным радикалом. Если он останется на поверхности, вероятность встречи будет только если в это же место впилится следующий анион уксусной кислоты. При малой концентрации встречи придётся ждать долго.

 

При малой - долго. Но реакцию Кольбе ведут при изрядной плотности тока, так что ждать не долго

Адсорбированный радикал требует гораздо меньшего потенциала для образования, и живёт достаточно долго для встречи с собратом, не отвлекаясь на прочие дела. Свободный же радикал - слишком энергичен. Радикал должен сидеть в тюрьме! на электроде!

[Ruslan_Sharipov]

7 часов назад, yatcheh сказал:

При малой - долго. Но реакцию Кольбе ведут при изрядной плотности тока, так что ждать не долго

Мы будем вести процесс при оптимальной плотности тока и высоком давлении азота для его высокой растворимости в воде. Давление в стандартных баллонах с азотом 300 атм.

7 часов назад, yatcheh сказал:

Адсорбированный радикал требует гораздо меньшего потенциала для образования, и живёт достаточно долго для встречи с собратом.

У нас он встретится с N₂ раньше, чем с собратом. Если сделать площадь электродов большой, при малой плотности тока сам ток может быть большим, обеспечивая высокий выход продукта из установки. А концентрация растворённого азота в приэлектродном пространстве не зависит от площади электродов.

 

Есть интересная статья:  F. Zhou, L.M. Azofra, M. Ali, M. Kar, A.N. Simonov, C. McDonnell-Worth, Ch. Sun, X. Zhanga, D.R. MacFarlane,  Electro-synthesis of ammonia from nitrogen at ambient temperature and pressure in ionic liquids, Energy & Environmental Science, (12)2017.

 

В ней приводится такой факт: 1.6% выбросов CO2 в атмосферу происходит из-за процесса Габера-Боша.И сама статья в тему.

Изменено 7 Марта, 2019 в 04:12 пользователем Ruslan_Sharipov