|
· Статический метод с мембранным нуль-манометром.
Статический тензиметрический метод с мембранным нуль-манометром позволяет
измерять давление пара в области давлений от 1 до 760 мм рт.ст. и
температур 25-800 С.
Для изучения химических равновесий с участием газовой фазы,
устанавливающихся при нагревании сложных систем, в лаборатории
высокотемпературной химии широко используется статический метод с
мембранным нуль-манометром. В этом методе рабочий объем отделен от
измерительного манометра нуль-манометром с упругой мембраной. Нуль-манометр
фиксирует равенство давлений в рабочем объеме и в измерительном манометре.
Таким образом, статический метод является прямым методом измерения
давления. Следует подчеркнуть, что это единственный метод, позволяющий исследовать
равновесия в гомогенных газовых системах.
В 1959 году Г.И. Новиков и А.В. Суворов предложили новую, оказавшуюся очень
удобной, конструкцию мембранного нуль-манометра, получившего широкое
распространение в исследовательской практике. (Журнал Заводская лаборатория
1959, № 6, с 750 - 751). Цельнопаяный прибор может быть выполнен из
термостойкого или кварцевого стекла. Нижний предел измеряемых давлений
определяется чувствительностью нуль-манометра и составляет 0.5 – 1.0
мм.рт.ст. Верхний предел определяется механической прочностью аппаратуры и
достигает сотен атм.
В отличие от других методов, в которых истинное равновесие пара с
конденсированной фазой принципиально недостижимо, статический метод
позволяет получать результаты, относящиеся к действительно равновесному
состоянию, поскольку изучаемая система находится в замкнутом объеме, а
время установления равновесия практически не ограничено.
Помимо непосредственного измерения давления и его зависимости от
температуры (или от времени), статический метод во многих случаях позволяет
получить различную дополнительную информацию о тех превращениях, которые
происходят в изучаемой системе в температурной последовательности. В
частности, обратимы или нет протекающие химические процессы, и если нет, то
при какой температуре начинаются необратимые изменения; что происходит
после полного испарения вещества. Кроме того, в ряде случаев, статический
метод дает возможность следить за изменением давления в процессе
установления равновесия.
Рабочий объем прибора может варьироваться в широких пределах: его
максимальная величина определяется размерами термостата, а минимальная
может быть доведена до 1-0,5 мл. При этом объем паровой фазы может быть
сведен к необходимому минимуму, например, 0,01 мл. Количество вещества, необходимое
для проведения опытов с мембранным нуль-манометром, невелико, в зависимости
от задач эксперимента оно составляет от нескольких миллиграмм до одного
грамма.
Возможность раздельного введения компонентов в рабочий объем позволяет
изучать статическим методом достаточно сложные равновесные системы.
· Масс-спектрометрия
Масс-спектрометр ISQ с прямым
вводом пробы для определения качественного состава пара в интервале
температур 25-500 С.
· Калориметрия испарения
Высокотемпературный калориметр испарения позволяет измерять тепловые
эффекты парообразования в интервале температур 25-400 С.
· Квантово-химические расчеты
Неэмпирические (ab initio)
квантово-химические расчеты позволяют получить термодинамические
характеристики газофазных реакций. Для современных расчетных методов
достижим расчет энтальпии образования соединения с точностью порядка 5-10
кДж/моль.
Для проведения расчетов используются пакеты программ GAMESS и GAUSSIAN.
Используются ресурсы кластера высокопроизводительных вычислений ПТЦ СПбГУ,
персональные компьютеры лаборатории и ресурсы центра вычислительной
квантовой химии Университета Джорджии, США.
· Стеклодувные работы
В связи с тем, что большинство объектов исследования представляют собой
легколетучие вещества, гидролизующиеся даже следами воды, работа с ними
проводится в цельнопаянных вакуумированных стеклянных системах, полностью
исключающих контакт с атмосферным воздухом.
Все используемые системы, включая мембранные нуль-манометры,
изготавливаются сотрудниками, студентами и аспирантами самостоятельно.
 
Работа за горелкой.
|
