Учебное пособие знакомит читателя с техникой эксперимента в химии и предназначено для обучения основным приемам работы в хи­мической лаборатории

Стеклянные и интерференционные светофильтры. Фирмы не­которых стран выпускают наборы стеклянных светофильтров для выделения нужных длин волн из спектров излучателей. К этим наборам приложены подробные оптические характеристики. Пропускание стеклянных светофильтров после приобретения следует проверить, так как оно не всегда соответствует данным паспорта. Кроме того, проверять его пропускание нужно через каждые 100 ч работы светофильтра. Для больших интенсивностей излучения стеклянные светофильтры помешают в кварце вые кюветы, охлаждаемые водой, поскольку большинство све­тофильтров не является теплоустойчивыми. В табл. 46 приведены оптические характеристики обычных стекол, которые могут служить светофильтрами. Для выделения нужных полос пропускания из спектров разных излучателей применяют также интерференционные света фильтры, которые представляют собой многослойные тонкопленочные блоки, состоящие из стеклянных и кварцевых пластинок и полупрозрачных металлических и диэлектрических слоев. Интерференционные светофильтры бывают двух типов: широкополосные с резким краем полосы пропускания и полосавые, пропускающие желаемый интервал длин волн. Полосовой светофильтр при наблюдении на отражение выглядит с одно стороны как блестящий металл. Эта сторона фильтра должна быть обращена в сторону излучателя света для уменьшения теп­ловой нагрузки. Считают, что удовлетворительных интерференционных све­тофильтров для УФ-области спектра пока нет. Для видимой области спектра эти фильтры имеют ряд преимуществ: они не нагреваются во время работы, так как почти все непропускаемое излучение отражается; фильтры устойчивы при эксплуатации до 80 °С и почти не изменяют свои оптические характеристики со временем. 14.3. Фотохимические реакторы Выбор наиболее подходящего источника излучения для данной фотохимической реакции начинают с изучения спектров погло­щения реагентов и растворителя в том фазовом состоянии, в котором они будут участвовать в фотохимической реакции. За­тем подбирают источник излучения, дающий максимальную энергию при длине волны найденной полосы поглощения. Дли­ны волн полос излучателя и реагентов должны совпадать. Все излучение, испускаемое помимо этого, приводит к побочным фотохимическим реакциям. Чтобы получить более чистый про­дукт, часто бывает достаточно установить нужный светофильтр. В простейшем фотореакторе излучатель 1 (рис. 329,а) погру­жают в коаксиально расположенные цилиндрические сосуды, один из которых является охлаждающей рубашкой 2, а другой 3- фотохимическим реактором. Охлаждающая рубашка предотвращает непосредственный контакт нагретой поверхности излу­чателя с поверхностью реактора. Иногда вместо охлаждающей воды в рубашку 2 подают из термостата окрашенный раствор, выполняющий одновременно функции хладоагента и свето­фильтра. Рассмотренный тип лабораторного фотореактора при­меняют для осуществления процессов в газовых средах. Фотореактор 2 другого типа (рис. 329,б используют, если в жидкую реакционную смесь надо вводить газ (окисление, хло­рирование и др.), для чего служит пористая стеклянная плас­тинка 4, дробящая газ на мельчайшие пузырьки, одновременно перемешивающие раствор. Излучатель 1 охлаждается проточной водой в холодильнике 3, от которого он отделен кварцевой гильзой 8. Если реакционную смесь надо перемешивать без вспенива­ния, применяют фотореактор Штромейера с магнитной мешал­кой 5 (рис. 330,а). Такой реактор используют, в частности, для синтеза некоторых карбонилов металлов. Излучатель 3 пред­ставляет собой ртутную лампу высокого давления мощностью 125 - 150 Вт, помещенную в кварцевую гильзу 1; реакционный сосуд 4 имеет емкость 200 - 300 мл и снабжен как внешним, так и внутренним охлаждением. Проточная вода холодильника 2 может служить одновременно и светофильтром. В реакторе предусмотрено продувание реакционной смеси инертным газом, подаваемым через трубку 6. Сосуды соединяет резиновая муф­та 7. Рис. 329. Фотохимические реакторы для ртутных ламп среднего давления, водяной рубашкой (а) и с фильтром (б): 61- лампа- 2 - реакционный сосуд; 3 - рубашка холодильника; 4 - пористая стеклян­ная пластинка; 5 - трубка для ввода газа; б - трубка для вывода продуктов реакции; 7 -трубка для ввода реагентов; 8 - гильза излучателя Рис. 330. Фотореакторы с магнитной мешалкой (а) и со стекающей пленкой (6) В некоторых фотореакторах, несмотря на энергичное пере­мешивание, на стенках может происходить осаждение различ­ных продуктов реакции. Образовавшиеся пленки и даже слои поглощают и рассеивают свет, что уменьшает выход целевого продукта. Для борьбы с этим явлением применяют фотореакторы со стекающей пленкой жидкости (рис. 330,6). Такой реактор имеет вертикально установленный источник излучения 1. Реакцион­ную смесь со дна реактора 5 подают с помощью циркуляционных насосов (см. разд. 8.2) в воронку-распределитель 2, откуда она через воротник 3 стекает вдоль стенок в виде жидкой плен­ки. Для предотвращения адгезии продуктов фотореакции стенки реакционного сосуда 4 силиконируют (см. разд. 4.3). Излучате­лем 1 могут быть ртутные лампы среднего и высокого давлений мощностью 500 - 700 Вт. Лампу обдувают слабым потоком ар­гона или азота для удаления образующегося озона и предохра­нения металлических частей от коррозии. При помощи подобного фотореактора синтезированы различные металлоорганические соединения. Фотореакторы с ртутными лампами низкого давления (рис. 331,а) имеют некоторые конструктивные особенности. Излуча­тель с электродами 1 и держателями 2 готовят в виде спирале­видной трубки 5, окружающей жидкостной светофильтр 6, внут­ри которого размещают реакционный сосуд 4 с мешалкой 3. Все это устройство погружают в термостат 8 со строго регулируемой температурой. При необходимости сосуд 4 изолируют от излуча­теля металлической задвижкой 7. Установлено, что максималь­ную интенсивность линии при 253,7 нм можно получить при температуре стенки лампы 45 °С. Некоторые фотореакции с небольшим количеством реагентов проводят в простейших сосудах с ртутными лампами низкого давления (рис. 331,6), конструкция которых понятна из рисунка. Фотохимические реакции при низких температурах от 0 до -60 °С осуществляют в фотореакторах, погружаемых в бани с охлаждающей смесью (рис. 332,а). Низкотемпературный фото­лиз проводят также при внешнем облучении реакционной сме­си, периодически погружая реакционный сосуд 3 (рис. 332,6) в охлаждающую смесь. Для фотосинтеза ХеF2г предложена установка (рис. 332,в), в которой используется ртутная лампа среднего давления мощ­ностью 1 кВт, расположенная в защитном кожухе (на рисунке не показана). Рис. 331. Фотохимический реактор (о) и реакционный сосуд (б) с ртутной лам­пой низкого давления: б: 1 - реакционный сосуд; 2 - ртутная лампа; 3 – термометр Рис. 332. Низкотемпературные фотохимические реакторы с внутренним (с) наружным (б) излучателями. Реактор для синтеза ХеF2 (в): а: 1 - лампа; 2 - мешалка; 3 - реактор; 4 - термометр; 5 - защитная вакуумная оболочка; 6 - баня с охлаждающей смесью; б: I - холодильник; 2 - кран; 3 - фотореактор; 4 - кран ввода инертного газа; 5 - вакуумная рубашка; 6 - магнитная мешалка; 7 - кран вывода газообразного реагента Излучение этой лампы пропускают через жид костной светофильтр 7, которым служит кварцевая кювета дли! ной 1 см, наполненная раствором (1(Г3 моль/л) рубеановодо-родной кислоты в этаноле, содержащем 500 г [Na(Н20)6]S04 и 75 г [Со(Н20)6]S04 * H2O в 1 л. Такой светофильтр пропускает излучение в диапазоне 235,0 - 350,0 нм (см. также табл. 45). Реактор 3 изготовлен из никеля и снабжен окошками 6 из син­тетического сапфира толщиной 3 мм (см. табл. 46). Из сосуда 2 в него подают смесь ксенона и фтора в соотношении 1:2 при комнатной температуре и давлении, контролируемом маномет­ром 1. Для быстрого удаления образовавшегося ХеF2г из зоны реакции служит циркуляционная трубка 5, охлаждаемая в бане 4 до температуры -78 °С. Продукт реакции кристаллизуется на стенках трубки в виде бесцветного вещества. По окончании ре­акции дифторид ксенона удаляют из трубки возгонкой в вакуу­ме. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Рабек Я. Экспериментальные методы в фотохимии и фотофизике. М.: Мир, 1985, т. 1 и 2. КалвертДж., Питтс Дж. Фотохимия. М.: Мир, 1968. Шёнберг А. Препаративная органическая фотохимия. М.: Издатинлит, 1963. Окабе X. Фотохимия малых молекул. М.: Мир, 1981.

Похожие:

	Учебное пособие для студентов специальности 271200 «Технология продуктов... Учебное пособие предназначено для изучения теоретической части курса «Ресторанное дело». Предназначено для студентов вузов, преподавателей....		Учебное пособие Тольятти 2011 г. Авторы: Савкин С. А., Рынгач В.... Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой...
	Учебное пособие предназначено для развития навыков работы в программе... Учебное пособие предназначено для развития навыков работы в программе Movie Maker. Учебное пособие используется при изучении программного...		Учебное пособие предназначено для студентов дневной формы обучения... Пособие рекомендовано для обеспечения базового курса дневного обучения в техническом вузе
	Учебное пособие по токсикологической химии для студентов фармацевтического факультета Раздел Химико−токсикологические лаборатории наркологических диспансеров и центров по лечению острых отравлений		Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения Допущено... Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей вузов
	Бизнес-курс английского языка методические указания для студентов... Учебное пособие предназначено для работы на занятиях, а также для индивидуальной работы студентов		Учебное пособие для студентов и технических работников вузов Учебное пособие предназначено для преподавателей, студентов и технических работников высших и средних учебных заведений, независимо...
	Учебное пособие для самостоятельной работы студентов заочного отделения... Учебное пособие предназначено для для самостоятельной работы студентов заочного отделения неязыков специальностей вузов, ранее изучавших...		Учебное пособие к практическим занятиям для студентов специальности 050715 «Логопедия» Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями действующего Государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебное пособие подготовлено для самостоятельной внеаудиторной работы... Учебное пособие предназначено для обучающихся по специальности 31. 05. 01 Лечебное дело		Учебное пособие подготовлено для самостоятельной внеаудиторной работы... Учебное пособие предназначено для обучающихся по специальности 31. 05. 01 Лечебное дело
	Учебное пособие предназначено для студентов специальности 130503.... Учебное пособие предназначено для студентов специальности 130503. 65 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»...		Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объедине-нием по образованию... Учебное пособие предназначено для освоения студентами основ работы с различными операционными системами с использованием всех возможностей,...
	Учебное пособие для студентов 6 курса, обучающихся по специальности... Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов 6 курса при подготовке к практическим занятиям		Введение 4 Учебное пособие предназначено для студентов специальности 190701 дневного и заочного обучения