Химия. Химическая промышленность

Рассмотрены некоторые задачи математического моделирования химико-технологических процессов: описание свойств веществ и условий фазового равновесия, моделирование процессов разделения и химических превращений в аппаратах. Разобраны математические методы, используемые при решении этих задач, а также их реализация в среде математического пакета Mathcad.

Рассмотрены основные теоретические сведения в области измерения основных параметров химико-технологических процессов, включая методы проведения поверок средств измерений. Приведены описания экспериментальных установок, изложен порядок проведения лабораторных работ.

В методических указаниях представлены теоретические основы методов измерения скорости полимеризации и молекулярных масс полимеров, лабораторные работы, широко используемые в области высокомолекулярных соединений.

В пособии изложены теория и методы расчета машин и аппаратов химических производств, приведены теоретические и экспериментальные материалы, необходимые для проектирования оборудования нефтехимической отрасли производства.

В учебном пособии описаны основные понятия в области нанонауки, дана классификация наноматериалов и методов их получения, представлены методы синтеза наноразмерных оксидных наноматериалов, рассмотрены основные нанотехнологии, позволяющие формировать структурированные наноматериалы. Представлено соотнесение терминов и определений на русском и английском языках, что будет полезно молодым ученым и исследователям для корректного понимания англоязычных авторов и написания рукописей на английском языке.

Данные методические указания содержат методики лабораторных работ, направленные на практическое применение знаний и навыков, полученных при изучении дисциплины «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

В работе представлена модель, позволяющая рассчитывать форму сечения и скорость цилиндрического включения, мигрирующего в кристалле под действием градиента температуры в стационарных тепловых условиях. На основе предложенной модели, требующей в общем случае применения численных методов, получены аналитические выражения для расчета скорости включения в предельном случае относительно больших площадей сечений. Проведен анализ рассчитанных зависимостей скорости и формы сечений мигрирующих цилиндрических включений от площади их сечения, градиента температуры, степени затрудненности межфазных процессов, удельной межфазной энергии и степени ее анизотропии. Предложены методики определения степени анизотропии удельной межфазной энергии и относительной затрудненности межфазных процессов из анализа форм сечений мигрирующих цилиндрических включений.

Изложены теоретические положения и основные формулы для расчета последствий аварий, характерных для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. С целью закрепления теоретического материала приведены примеры решения задач, а также задания для самостоятельного выполнения.

Рассмотрены основные вопросы математического моделирования стохастических и детерминированных процессов на основании эмпирических данных, а также формирования аналитических математических моделей. Приведены примеры построения математических моделей и задачи для самостоятельного решения.

В монографии обобщены имеющиеся сведения о микофильных грибах,как продуцентах антибиотических веществ с антибактериальным спектром действий пигментов,липидов,стимуляторов роста растений. Обобщаются вопросы изучения микофильных грибов , как наиболее перспективных объектов для использования в защите с/х растений от болезней, вызываемых фитопатогенными грибами.

Содержит основные теоретические выкладки по методам оптимального планирования эксперимента, представлены и подробно рассмотрены все этапы построения планов оптимального эксперимента и их анализа. Показаны способы реализации этих задач в среде MS Excel. Даны основы применения методов симплексного планирования экспериментов и проведения исследований в планах состав–свойства.

Представлены методы синтеза и анализа производных первичных и вторичных метаболитов растительного происхождения. Приведены сведения о модифицировании компонентов растительной биомассы, используемых в различных технологиях химической переработки. Материалы используются при выполнении работ в лаборатории.

Приведено описание методов определения содержания основных компонентов в древесных тканях и группового анализа экстрактивных веществ древесины, коры и древесной зелени. Представленные материалы используются при выполнении работ в лаборатории.

Приведены примеры решения типовых задач по основным разделам курса общей химии в соответствии с программой для бакалавров и специалистов технических направлений, а также условия задач, включаемых в домашние задания.

Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Ожижители природного газа». Приведено описание термодинамических основ энтропийно-статистического анализа. Рассмотрены необходимые исходные данные и среднестатистические величины, используемые в расчете установок. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах установки сжижения природного газа, в том числе в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины. Даны вопросы и задания для самоконтроля.

Представлен материал, охватывающий вопросы модификации и интенсификации процессов получения нитратов целлюлозы и исследования их физико-химических свойств с точки зрения получения материалов с новым или улучшенным комплексом свойств.

Содержит основные теоретические выкладки по методам статистической обработки эксперимента и приемам описания полученных данных с использованием математических зависимостей. Рассмотрены способы реализации этих задач в среде MS Excel и создания готовых рабочих листов электронной таблицы для их использования при решении подобных задач.

Изложены результаты теоретических исследований процессов неэквимолярной массоотдачи в системах газ(пар) – жидкость. Приведена разработка методики расчета, интегрированная в программный комплекс вычислительной гидродинамики ANSYS Fluent массобменного оборудования, а также предложена математическая модель и введен параметр, определяющий взаимосвязь движущих сил (параметр p). Модель базируется на численном решении трехмерных нестационарных уравнений переноса массы, энергии, импульса, а также на специально добавленой надстройке UDF, необходимой для корректного расчета массообменных процессов. На основе представленной модели исследовано влияние неэквимолярности, а также получены профили скоростей и концентраций в осесимметричном газовом потоке, осложненном поперечной диффузией, при ламинарном и турбулентном течении пара (газа).

Рассмотрены теоретические основы получения микроэмульсионных систем, их классификация, физико-химические условия стабилизации, а также применение их для доставки лекарств и биологически активных веществ. Описаны структура и свойства микроэмульсий, фазовые диаграммы и процессы взаимодействия с кожей человека.

Рассмотрены мембранные процессы разделения жидких и газообразных сред, материалы для изготовления мембран, промышленное применение мембранных процессов разделения.

Изложены медико-биологические основы безопасности организма человека при воздействии физических, химических и биологических факторов, изучаемые дисциплиной «Медико-биологические основы безопасности». Рассмотрены адаптационные и компенсаторные механизмы жизнедеятельности организма, описаны научные основы воздействия на человека опасных и вредных производственных факторов различной природы, а также возможные последствия их воздействия, основные способы их превентивной минимизации.

Представлен материал, охватывающий вопросы модификации молекулярной, аморфно-кристаллической и надмолекулярной структур природных целлюлоз химическими и электрофизическими и радиационно-химическими методами и исследования их физико-химических свойств с точки зрения последующей химической переработки.

Содержит результаты научных исследований авторов по вопросам моделирования инновационных систем и исследования перспективных направлений модернизации экономики.

Кратко даны теоретические основы метрологического обеспечения различных методов анализа. Рассмотрены методики выполнения анализов химическими и физико-химическими методами. Приведены алгоритмы метрологической обработки аналитических расчетов для оценки результатов анализа в соответствии с требованиями стандарта.

Рассмотрены методы получения основных классов органических и элементоорганических соединений и их некоторых производных. Каждый раздел снабжен большим числом задач разной степени трудности, чтобы пособием могли пользоваться студенты разного уровня подготовленности к изучению органической химии. В конце пособия приведены ответы к задачам, которые позволят понять логику решения задач и проверить правильность их решения. Пособие ориентировано на самостоятельное изучение предмета.

Методическое пособие включают в себя содержательную характеристику нормативной компетенции (ОК-4) бакалавров направления подготовки 18.03.01 «Химическая технология», характеристику педагогических технологий ее формирования и оценки, а также рабочую тетрадь для практических занятий.

Рассмотрены вопросы становления и развития относительно нового класса жидкокристаллических соединений, содержащих в своей структуре ион металла. Представлены работы, сыгравшие ключевую роль при формировании основных направлений в области металломезогенов.

Изложены основы математической обработки результатов исследований характеристик энергонасыщенных конденсированных систем: анализ методики проведения экспериментов, определение погрешностей измерения и регрессионный анализ, оптимизации свойств трехкомпонентных систем методом математического планирования эксперимента с использованием симплекс-решетчатого плана Шеффе и принципы выбора области локального симплекса, основы термодинамического расчета многокомпонентных энергонасыщенных конденсированных систем.

Журнал является форумом специалистов, изучающих макрогетероциклические соединения. Он публикует оригинальные экспериментальные и теоретические работы (полные статьи и краткие сообщения) и обзоры по синтезу, строению, физической и координационной химии макрогетероциклов, а также их практическому применению. Журнал включен в список ВАК, утвержденный 19 февраля 2010 года. Начиная с января 2023 г. издание ИГХТУ «Макрогетероциклы» (доменное имя: mhc-isuct.ru) прекращает выход в печатном формате и буде издаваться только как сетевое издание с указанным доменным именем.

В пособии в краткой форме приводятся общие сведения о минералах и горных породах и методах их визуальной диагностики, основанных на изучении внешних признаков. Основное внимание уделено свойствам, составу и строению минералов и горных пород как важнейшим диагностическим признакам.

Содержит систематическое изложение материала по изучению физики процессов кристаллизации, который может быть использован при преподавании дисциплины «Экспериментальные методы исследования» для студентов направления 16.03.01 – Техническая физика, а также при выполнении ими научно-исследовательской работы. В пособии рассмотрены теоретические основы зарождения твердой (кристаллической) фазы, на базе которых детально изложены механизм и особенности реализации некоторых методов кристаллизации веществ – в частности, метода термомиграции жидких включений в кристалле под действием градиента температуры и метода квазизамкнутого объема для получения тонких пленок разлагающихся соединений. В пособие включены вопросы и задачи для контроля освоения студентами изложенного материала.

В сборнике представлены материалы XI Всероссийской школы-конференции молодых учѐных «Сверхкритические флюидные технологии в решении экологических проблем» по широкому кругу как фундаментальных, так и прикладных вопросов, связанных с разработкой и применением сверхкритических технологий, а также новым подходам к изучению процессов и материалов, находящихся в среде сверхкритических флюидов.

Проведено теоретическое обоснование принципиально нового подхода к изучению термодинамики и кинетики реальных межфазных процессов. Рассмотрены уравнения адсорбции и методы расчета дифференциальных теплот адсорбции в рамках теории полимолекулярной адсорбции в различных модельных представлениях для идеальных и реальных (c обобщенным фактором неидеальности) физико-химических процессов, протекающих на межфазной границе. Изучена кинетика и термодинамика межмолекулярных взаимодействий углеводородных, фторированных природных ПАВ в адсорбционном слое. Разработан адсорбционно-термодинамический метод исследования природы поверхностей и апробирован в приложении к гетерогенному твердофазному катализу и катализу в расплавах, к лигнинсодержащим полиэлектролитным системам. Рассмотрено новое направление в теории и практике флотационного обогащения полезных ископаемых.

Подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидной химии химического Воронежского государственного университета

В учебнике на примере химии показаны истоки, принципы работы и результаты квантового, геометрического, аналитического (математического) и других подходов, руководствуясь которыми, современная химия и другие науки решают свои исследовательские задачи. Особый акцент сделан на инновациях, полученных в этой области автором работы: в их числе графическое и математическое моделирование и полученные с их использованием конкретные прорывные результаты в приложении к фазовым равновесиям и состояниям систем с различным числом компонентов и к уникальному фундаментальному свойству растворимости веществ. Особенностью учебника является также то, что фактический материал излагается заинтересованно, с учетом исторического развития и динамики его формирования, сопровождается авторскими комментариями, наглядными примерами, образными сравнениями и стремлением приобщить читателя к творческому процессу познания.

В настоящее время в стране заготавливается около 200 млн м3 древесины. При этом на всех стадиях процесса (от заготовки до переработки древесного сырья) образуется большое количество отходов, которые не находят применения и оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Одним из возможных направлений пере-работки таких отходов является их пиролиз. Выход продуктов пиролиза зависит от внешних условий и свойств сырья. Приведено описание установки, разработанной для производства активированного угля из древесной щепы. Установка выполнена в виде шахты, в ней имеется зона пиролиза, работающая в периодическом режиме. В нижней части пиролизной зоны расположены нагревательные элементы, прогревающие технологическую щепу до начала интенсивных экзотермических реакций. Нагревательным элементам тепловая энергия передается с помощью тепловой трубы, размещен-ной в древесном угле после стадии активации, имеющем температуру около 800 оС. С использованием этой установки из древесных отходов получаются ценные продукты, пользующиеся большим спросом в промышленности, и решается экологическая проблема многих деревоперерабатывающих предприятий – утилизация отвалов. На основе анализа физической картины и формализации процесса пиролиза в установке производства активированного угля разработана математическая модель процесса, позволяющая рассчитать общее время, затраченное на переработку древесных отходов, и основные конструктивные параметры установки.
Nowadays, about 200 mln m3 of timber is harvested in our country. At all stages of the pro-cess (from harvesting to raw wood processing) a large amount of waste that does not find any usage and has negative influence on the environment is generated at the same time. Pyrolysis is one of the feasible directions of such waste processing. The yield of pyrolysis products depends on the external conditions and the raw materials properties. The article describes a plant targeting for production of activated carbon from wood chips. The plant is designed as a mine. It has a pyrolysis zone operating in periodic mode. Heating elements are located in the lower part of the pyrolysis zone. They heat industrial chips prior to intense exothermic reactions. Thermal energy is transferred to the heating elements by a heat pipe placed in charcoal after the activation stage, which has temperature about 800 °C. Valuable products are obtained from wood waste with the use of this plant, which are in a great demand in the industry. The environmental problem of many wood processing enterprises is being solved; disposal of waste dumps. Mathematical model of the process has been developed based on the analysis of the physical phenomenon and pyrolysis process formalization in the activated carbon plant. The model allows calculating the total time spent on wood waste processing and the main design parameters of the plant.

В «Методических рекомендациях для самостоятельной подготовки обучающихся к лабораторно-практическим занятиям по фармацевтической химии» подчеркнута актуальность предложенной для изучения темы, подобраны материалы, помогающие студентам планово и целенаправленно усвоить необходимый для данного занятия блок теоретической информации.

Подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидов химического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидов химического факультета Воронежского государственного университета.

Изучен процесс поверхностной модификации фторированными полимерами целлюлозосодержащих материалов, в качестве которых использовали древесный шпон и бумагу. Для модификации свойств материалов применяли растворы сополимера гексафторпропилена с винилиденфторидом марки Ф-26, а также растворы радиационно-синтезированных теломеров тетрафторэтилена марки «Черфлон» (ТФ-4). Изучены изменения физико-механических свойств обработанных и необработанных материалов, а также защитное воздействие нанесенных фторполимеров на огнестойкость и способность изучаемых объектов удерживать внутренние химические компоненты, входящие в состав композитов, при их модельной экстракции органическими растворителями (смесь метанола с хлороформом). Прочность при растяжении вдоль волокон, обработанных 5 %-м раствором Ф-26 образцов сосны, бука и березы, составила соответственно 136, 158 и 140 МПа, а обработанных ТФ-4 – 145, 162, 148 МПа против 103, 140 и 136 МПа у исходных образцов. Установлено, что поверхностная обработка на 20...45 % упрочняет бумажные образцы. Исследование экстра-гируемости защищенных материалов методом хромато-масс-спектрометрии показало, что нанесение защитной поверхностной пленки фторполимеров на 10...150 % снижает возможные потери веществ в экстракт, а также изменяет химический состав экстрагируемой композиции, в которой преобладают соединения природных жирных кислот, карбонитрилов, бензофуранов, амидов и хинонов. Испытание прямого воздействия пламени на целлюлозосодержащие материалы подтвердило, что нанесение фторированного покрытия на 20...50 оС увеличивает их огнестойкость и позволяет варьировать декоративные свойства материалов.

Рассмотрены лабораторные исследования поверхностных явлений и свойств дисперсных систем. Основное внимание уделено приобретению студентами навыков лабораторных исследований.

В данной монографии обобщены результаты многолетних научных исследований ее авторов в области геометрического и аналитического моделирования фазовых систем. Эти результаты являются наглядной иллюстрацией как самой постановки моделирования фазовых систем, так и возможностей анализа на его основе взаимосвязи двух фундаментальных областей: термодинамики и фазовых равновесий. Авторами показано, как модели выводятся, анализируются и применяются для решения конкретных задач, связанных с фазовыми диаграммами этих систем; как на основе моделирования можно получать фундаментальные закономерности и новые количественные параметрические характеристики фазовых равновесий, а также как новые знания о фазовых равновесиях открывают новые возможности в изучении фазовых систем, в их систематике, прогнозировании и более глубоком анализе процессов, протекающих в этих системах. Монография включает изложение на примере однокомпонентных и ряда двойных систем новой методики построения фазовых диаграмм, а также вывод и анализ математических моделей фазовых равновесий двойных и тройных взаимных систем. При этом даны конкретные примеры применения математического моделирования для расчета диаграмм фазовых систем. Изложена методика получения термодинамической информации по ликвидусу тройных взаимных систем, классификации изотерм кристаллизации их фаз, вывода количественных критериев существования фазовых равновесий, полной растворимости и расслаивания фаз, анализа смещения обменных равновесий и других процессов в высокотемпературных взаимных системах с расплавами.

Издание предназначено для бакалавров направления подготовки 44.03.05 Педагогическое образование профиль подготовки Биология и Химия, а также Химия и Экология

Данные методические рекомендации предназначены для подготовки к лабораторно-практическим занятиям по общей и неорганической химии (химии элементов) и составлено в соответствии с УМК разработанном для бакалавров, обучающихся по профилю Биология и Химия, в также Химия и Экология.

Издание содержит методические рекомендации и инструкции для студентов к проведению лабораторного практикума по химии координационных соединений для бакалавров по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование профиль подготовки Биология и Химия, а также Химия и Экология. Практикум проводится на базе химических лабораторий.

8-го сентября 2016 года, в день рождения выдающегося ученого, в Московском государственном университете дизайна и технологии состоялось пленарное заседание Международной научно-технической конференции “Повышение эффективности процессов и аппаратов в химической и смежных отраслях промышленности”, посвященной 105-летию со дня рождения профессора А.Н. Плановского Александр Николаевич Плановский (08.09.1911– 08.08.1982) – это явление в отечественной и мировой науке о процессах и аппаратах химической технологии. Наряду с другими выдающимися учеными в данной области он закладывал фундамент этой науки. Его труды стали классическими и надежно служат делу подготовки специалистов для химической и смежных отраслей промышленности, химического машиностроения.

На основании данных, полученных масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена, определены значения активностей оксидов в стехиометрической шпинели MgAl2O4 в области температур 1851–2298 K. Установлено, что найденные величины энергии Гиббса образования шпинели из простых оксидов, а также энтальпии и энтропии образования шпинели из простых оксидов, равные –12.02 ± 1.14 кДж/моль и 5.03 ± 0.56 Дж/(моль K) соответственно, и энтальпия плавления шпинели, равная 55.81 ± 4.62 кДж/моль, удовлетворительно соответствуют имеющейся термодинамической информации

Высокотемпературным масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена изучено испарение шпинели MgAl2O4 в области температур 1850–2250 K. В газовой фазе над шпинелью идентифицированы молекулярные компоненты, как типичные для простых оксидов, образующих шпинель, так и в незначительном количестве сложный газообразный оксид MgAlO. Впервые определенные значения парциальных давлений пара молекулярных компонентов, содержащихся в газовой фазе над шпинелью, сопоставлены с таковыми, соответствующими простым оксидам

При исследовании разнообразных процессов и систем с учетом физических и химических взаимодействий между различными объектами реальной действительности приходится сталкиваться с многочисленными трудностями. Одна из них заключается в том, что для её преодоления требуется объединить знания в различных предметных областях из разных разделов естествознания, каждая из которых имеет свою методологию, свой аппарат и даже свою терминологию. Лишь использование междисциплинарного подхода может в этом случае обеспечить должное решение стоящих научных задач и развитие всевозможных приложений в практике.

Для современного контроля безопасности продуктов питания используются методики, которые позволяют определять большое количество компонентов. Так для определения остаточных количеств пестицидов во фруктах и овощах часто применяются методики с использованием газовой и жидкостной хроматографии с массспектрометрическим детектированием. Подобные системы позволяют проводить количественное определение сразу нескольких сотен пестицидов и проводить их идентификацию по характеристическим фрагментам массспектра. Основной проблемой при использовании масс-спектрометрического детектирования является матричный эффект, который вызван влиянием компонентов матрицы экстрагируемыми вместе с пестицидами из проб. В данной работе были предприняты попытки уменьшить влияние матрицы при анализе остаточных количеств пестицидов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с времяпролетным масс-спектрометром (ВЭЖХ/ВПМС).