Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Публичный отчет'
Обеспечение информацией, необходимой внутренним и внешним пользователям бухгалтерской отчетности для контроля за соблюдением законодательства Российс...полностью>>
'Доклад'
Социальная политика Администрации города Улан-Удэ направлена на предоставление услуг населению в области образования, здравоохранения, культуры, моло...полностью>>
'Документ'
«Об усилении мер по борьбе и профилактике малярии в Кыргызской Республике» разработан при участии: ДГСЭН (Исаков Т.Б., Нурматов З.Ш., Усубалиева Ж.М....полностью>>

С. И. Решение обратной задачи механизма поликонденсации аспарагиновой кислоты. // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике: Сб материалов Междунар научно-техн конф. Пенза: пдз, 2009. С. 264-267. Решение

Главная > Решение
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Бадртдинова Ф.Т., Бигаева Л.А., Спивак С.И. Решение обратной задачи механизма поликонденсации аспарагиновой кислоты. // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике: Сб. материалов Междунар. научно-техн. конф.– Пенза: ПДЗ, 2009. – С. 264-267.

РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ МЕХАНИЗМА
ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ АСПАРАГИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Ф.Т. Бадртдинова1, Л.А.Бигаева1, С.И. Спивак2

1Бирская государственная социально-педагогическая академия,
г. Бирск,
2Башкирский государственный университет,
г. Уфа, Россия

Получены константы скорости для процесса поликонденсации аспарагиновой кислоты, которые позволяют оптимизировать условия проведения реакции поликонденсации аспарагиновой кислоты.

Badrtdinova F.T., Bigaeva L.A., Spivak S.I. Solution of inverse problem of the asparaginic acid polycondensation mechanism.

Constants of speed for the process of asparaginic acid polycondensation, which permit to optimize the conditions of conducting the asparaginic acid polycondensation reaction, are received.

Рассмотрена химическая реакция поликонденсации аспарагиновой кислоты, которая проходит в две параллельные фазы. В качестве исследуемого вещества выбрана аспарагиновая кислота. Кинетический эксперимент проводился в температурном интервале 169…2270С, в результате чего были получены данные по потери веса кислоты по времени для каждой температуры [1].

На основе проведенного эксперимента для объяснения полученных данных записана кинетическая модель для изучаемого процесса, которая проходит независимо и параллельно в двух зонах твердой фазы:

Первая зона

Вторая зона

Αa→b+c константа k1

(1-α)a→b+c константа k4

Αa+c→ b+c константа k2

(1-α)a+c→ b+c константа k5

С→d+b константа k3

С→d+b константа k6

Здесь A – исходный мономер; B – вода (потеря веса) выделяется во всех происходящих реакциях; C – автокатализирующий промежуточный продукт, димер, триммер и т.д.; D – конечный продукт.

Используя законы химической кинетики, можно кинетическую схему однозначно привести к системе дифференциальных уравнений для обеих фаз:

(1)

Таким образом, по данной схеме необходимо определить 6 констант скоростей и значение параметра α, отражающего долю исходного мономера для фаз, т.е. решить обратную задачу.

Под обратной задачей в химической кинетике понимается расчет констант скоростей всех или нескольких элементарных стадий на основании полученных экспериментальных данных по кинетике протекания сложной реакции.

Константы k1, k2, k3, k4, k5, k6, α ищутся путем минимизации функционала , соответствия модельных и экспериментальных значений массы исходного вещества А:

(2)

где n – количество экспериментальных точек.

Расчетные значения находятся из системы дифференциальных уравнений (СДУ) (1). Для исследования кинетики каждой фазы удобнее разделить систему дифференциальных уравнений (1) на две СДУ.

Для решения СДУ используется метод Рунге-Кутты 4-го порядка [2] при начальных условиях t=0, [A]=a0, [B]=0, [C]=0, [D]=0, где α=const.

Минимизация функционала с помощью метода Хука-Дживса [3] позволила найти соответствующие константы при 169…1970С (таблица).

t, 0С

α

Константы
1 стадии

Константы
2 стадии

t, 0С

α

Константы
1 стадии

Константы
2 стадии

1690

0,8

k1=2,49063e-6

k2=0,218530

k3=0,13660

k4=1,754e-5

k5=1,925

k6=0,0741

1870

0,7

k1=8,7269e-6

k2=3,228187

k3=1,552043

k4=2,0473e-5

k5=17,545

k6=1,54943

1720

0,8

k1=5,56111e-6

k2=0,3484

k3=0,2087995

k4=1,6737e-5

k5=7,2182043

k6=0,27367

1920

0,7

k1=2,4274e-5

k2=5,34023

k3=2,587

k4=5,04255e-5

k5=28,00441

k6=2,48301

1820

0,7

k1=8,01186e-6

k2=1,832413

k3=0,88824

k4=1,69124e-5

k5=9,999

k6=0,88839

1970

0,7

k1=3,9283е-5

k2=7,4205

k3=3,572

k4=8,93982е-5

k5=35,99

k6=3,1791107

Зависимость скорости реакции от температуры представлена на рисунке. Из рис. 1 видно, что график зависимости k(T) нелинеен. В координатах (ln k,1/T) экспериментальные данные спрямляемы (рис. 2).

Рис. 1. Зависимоть константы скорости k2 от температуры

Рис. 2. Спрямление экспериментальных данных

Зависимость константы скорости реакции от температуры определяется уравнением Аррениуса: , где E – энергия активации, которую необходимо найти. Энергия активации в элементарных реакциях, минимальная энергия реагентов, достаточная для того, чтобы они вступили в реакцию.

Библиографический список

1. Кинетический анализ твердофазной поликонденсации аспарагиновой кислоты / В.М. Гольдберг [и др.] // Доклады Академии наук. – 2008. – Т. 423, № 5, декабрь. – С. 583 – 587.

2. Лапчик М.П. и др. Численные методы. – М. : ACADEMA, 2005. – 384 с.

3. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. – М. : Радио и связь, 1980. – 128 с.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Ф. П. Филатов клеймо создателя москва 2011 краткая аннотация книга

    Книга
    Книга доктора биологических наук Феликса Петровича Филатова “КЛЕЙМО СОЗДАТЕЛЯ” (все буквы прописные) посвящена одной из версий происхождения жизни на Земле, аргументированной весьма любопытными формальными особенностями молекулярной

Другие похожие документы..