А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Теорія - хімічний процес
Теорія хімічних процесів в газовій фазі відноситься до одного з найбільш детально розроблених розділів хімічної термодинаміки. Відповідно до теорії, при відносно високих температурах властивих полум'ям, багатоатомні молекули виявляються вкрай нестійкими. Тому газова суміш, що утворює факел полум'я, складається переважно з двохатомних молекул, вільних атомів і іонів.
Розвиток теорії хімічного процесу гостро необхідно і для широких практичних завдань, пов'язаних з потребами швидкого зростання хімічної промисловості.
Курс теорії хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу є першою спеціальною дисципліною, покликаної закласти наукові основи для подальшого вивчення хімії і технології даної галузі промисловості. Він спирається на попередні курси, особливо на органічну і фізичну хімію, обчислювальну математику і обчислювальну техніку, процеси і апарати хімічної технології, розділ хімічних реакторів в загальній хімічної технології; викладається в них матеріал в даному курсі розширюється і поглиблюється стосовно до хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу.
Для обгрунтування теорії хімічних процесів велике значення має хімічна термодинаміка. Вона вивчає енергетику різних фізико-хімічних процесів (головним чином хімічних реакцій) і рівноваги в них.
на основі теорії рециркуляционного хімічного процесу з частковим перетворенням непрореагировавшего сировини розроблено математичний опис багатоциклового адсорбционного процесу в стаціонарному шарі сорбенту. Передбачається, що в багатоциклових процесі сорбент буде поступово дезактивується, причому частка дезактіва ції сукупності окремих елементів поверхні, що володіють однаковими каталитическими характеристиками, постійна для всіх циклів роботи. Отримані рекуррент - ні рівняння дозволяють розрахувати активність сорбенту і накопичення на ньому недесорбіруемих речовин дискретно по циклам ра. Проведено аналіз окремих випадків на ЕЦОМ Мінськ-22. Параметри окремих випадків рішення зворотних рівнянь розраховуються порівняно нескладно, для їх розрахунку досить використовувати експериментальний матеріал тільки по початковій стадії многоадклового процесу.
Весь розглянутий вище матеріал з теорії хімічних процесів і теорії будови є базою для аналізу уявлень про валентність атомів в хімічних сполуках. У природно-філософському сенсі валентність є, як відомо, кількісною мірою здатності атомів до утворення хімічного зв'язку. Це фундаментальне, але не однозначне поняття пройшло довгий шлях еволюції, поповнюючись різним вмістом в міру накопичення фактичного матеріалу.
На думку авторів, поглибленого вивчення теорії хімічних процесів сприяють також відомості з історії розвитку галузі в цілому і окремих хіміко-технологічних процесів зокрема, бо, спираючись на досвід минулого, можна зрозуміти закономірний розвиток теорії і практики на сучасному етапі.
Структурно-кінетична модель, закладена в основу теорії хімічних процесів в заморожених багатокомпонентних розчинах[3, 19-21], Дозволяє пояснити екстремальний характер температурної залежності швидкості реакцій (сумарний порядок яких вище першого) в таких системах як конкуренцію протилежно-спрямованих тенденцій, а саме - підвищення швидкості за рахунок ефектів кріоконцентрірованія і зменшення швидкості в міру зниження температури. Це, в свою чергу, відбивається на кінетичних особливостях кріохіміческіх реакцій в заморожених багатокомпонентних розчинах. НЖМФ існує в досить широкому діапазоні негативних температур, в цій мікрофази концентруються (за умови достатньої розчинності) компоненти вихідного розчину і продукти відповідних реакцій, тому такі реакції є Рідкофазний.
Металургія та металознавство безпосередньо спираються на фізичну хімію, обгрунтовує теорію хімічних процесів в металургійних агрегатах, що дозволяє розрахувати швидкості цих процесів і визначити шляхи їх інтенсифікації.
Металургія та металознавство безпосередньо спираються на фізичну хімію, обгрунтовує теорію хімічних процесів в металургійних агрегатах, що дозволяє розрахувати швидкості цих процесів і визначити шляхи їх інтенсифікації.
В даний час ФЛОГИСТОН вчення під назвою електронного панує в теорії хімічних процесів.
Пропонована читачеві книга побудована на двох розширених курсах лекцій з основ теорії хімічних процесів і гетерогенно-каталітичних реакцій технології органічних речовин, що читаються студентам старших курсів в Санкт-Петербурзькому технологічному інституті.
В СРСР і за кордоном в останні роки велика увага приділяється питанням створення теорії хімічних процесів, точних математичних описів і їх використання для масштабних переходів (моделювання) і управління хімічними процесами. II], А.В.Фрост[12J и др. Проведенные исследования позволяют считать, что для сравнительно простых химических процессов уже созданы методы оптимального управления и проектирования.
В этой главе будут рассмотрены разные химические производства как примеры реализации основных положений теории химических процессов и реакторов и химико-технологических систем. Химическая переработка нефти из всей обширной гаммы органических производств выбрана как образец получения многих продуктов из сложной природной смеси, ее характерным признаком является разделение и многообразие схем превращения компонентов сложной смеси. На производствах этилбензола и стирола показан пример выбора оптимального реактора. Обоснование и построение оригинальной энерготехнологической схемы продемонстрировано на примере получения стирола. Анализ тепловой эффективности проведен для производства этилена пиролизом бензинов.
Независимо от Зинера такой же критерий был предложен Лондоном[14]в статті, присвяченій теорії неадіабатичних хімічних процесів. Тут слід підкреслити, що, коли відбуваються переходи між двома рівнями, нічого певного про енергію системи сказати не можна.
Незалежно від Зинера такий же критерій був запропонований Лондоном[141 у статті, присвяченій теорії неадіабатичних хімічних процесів. Тут слід підкреслити, що, коли відбуваються переходи між двома рівнями, нічого певного про енергію системи сказати не можна.
Схема виробництва мінеральних добрив. Їх виробництва є вдалими прикладами розвитку теоретичних основ процесу, наукового обґрунтування технологічних та інженерних рішень, застосування багатьох положень розглянутих вище теорій хімічних процесів, реакторів і хіміко-технологічних систем. Виробництва названих продуктів будуть розглянуті далі.
Тому ми маємо право стверджувати, що дані ЕПР повинні послужити потужним підмогою не тільки при створенні сучасної електронної теорії будови, але при формулюванні загальних основ теорії хімічного процесу, суворо враховує всі можливі переміщення електронів в молекулах.
Будова речовини розглядається на основі уявлень квантової хімії. При викладі теорії хімічних процесів широко використовуються поняття хімічної термодинаміки, зокрема детально розглянуто значення величин AG, АЯ і AS0 для вирішення питання про направлення протікання хімічних процесів. У третій, частини систематично представлена хімія елементів. При цьому головна увага приділена з'єднанням, які мають значне практичне застосування, знання властивостей яких необхідно хіміку-технологу. Відомості про інші з'єднаннях, а також про фізико-хімічні властивості речовин зосереджені в основнвм в доповненнях до розділів.
У зв'язку з цим особливого значення для підготовки кадрів робочих набуває курс загальної хімічної технології. В даному навчальному посібнику автори викладають основи теорії хімічних процесів в доступній для учнів професійно-технічних училищ формі і показують їх застосування на конкретних прикладах виробництва найважливіших хімічних продуктів.
Відповідно до цього дві перші глави присвячені викладу основ теорії хімічного процесу на одиничному зерні. У розділах 3 - 5 описаний новий експериментальний метод для вивчення процесів на одиничних зернах і проілюстровано його застосування. У розділі 6 розповідається про використання даних експерименту для розрахунку розігріву зерна каталізатора при регенерації, оскільки цей розігрів може привести до деактивації каталізатора або сорбенту. У главах 7 і 8 розглянуто розрахунок регенераційних апаратів з нерухомим і рухомим шарами контактного матеріалу.
Така послідовність не затверджує виняткову правильність викладу матеріалу, хоча багаторічний досвід викладання підказує автору деякі переваги пропонованого побудови. З цих позицій основи теорії будови сприймаються як природний перехід від теорії хімічних процесів до хімії елементів та їхніх сполук.
В останні роки на кордоні між фізичною та органічною хімією викристалізовується цікава і захоплююча наука - каталітична хімія. Вона тісно пов'язана, з одного боку, з теорією будови речовини і теорією хімічних процесів, а з іншого боку, - з практикою. До 80% сучасної важкої хімічної промисловості і майже вся біохімія є застосуванням каталізу. Отримання аміаку, сірчаної та азотної кислот, каталітичний крекінг, нафтохімічний синтез, отримання синтетичного каучуку і багатьох інших полімерів, синтез цілого ряду розчинників, а також напівпродуктів барвистою, харчової та фармацевтичної промисловості засновані на каталізі. У біохімії ферменти є органічними каталізаторами високого вибіркової дії.
Миколі Миколайовичу Лебедєву, який вперше прочитав в 60 - ті роки лекційний курс Теорія хімічних процесів органічного синтезу, що містить систематичний виклад цих методів.
Недостатньо задовільний стан теорії, недостатньо глибоке знання механізмів складних процесів лімітують розвиток хімічної промисловості, справжній розквіт якої може статися саме на основі розвитку теорії хімічного процесу. Для цього необхідна постановка важких експериментів з елементарними частинками, що розкривають механізм реакцій.
Виклад загальної та неорганічної хімії студентам хіміко-технологічних спеціальностей вимагає деяких особливостей, оскільки знайомство з цією дисципліною відбувається в перший рік навчання до проходження курсів математики і фізики. У зв'язку з цим обов'язковою складовою частиною курсу загальної та неорганічної хімії повинен бути теоретичний розділ, який складається з основ вчення про будову речовини і теорії хімічних процесів. Очевидно, що співвідношення між теоретичною і описової частинами, повнота і порядок викладу матеріалу вимагають подальшої методичної роботи.
Були написані підручники і навчальні посібники з курсом, що викладається. Так, один з останніх варіантів підручника з теорії хімічних процесів технології органічних речовин був написаний в 1984 р (Лебедєв Н. Н., Мінаков М. Н., Швець В. Ф. Теорія хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу.
Сучасний розвиток хімічної кінетики відкриває подальші аспекти ланцюгової теорії, стверджуючи силу теорії і її можливості. Радянська хімічна кінетика міцно стоїть на грунті вивчення хімічних фактів і явищ, які супроводжують процес хімічного перетворення. З аналізу та узагальнення цих фактів виводить кінетика нові зв'язки між фактами і явищами, в цьому бачить вона джерело розвитку теорії хімічного процесу.
Були написані підручники і навчальні посібники з курсом, що викладається. Так, один з останніх варіантів підручника з теорії хімічних процесів технології органічних речовин був написаний в 1984 р (Лебедєв Н. Н., Мінаков М. Н., Швець В. Ф. Теорія хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу. . Наведені приклади показують складну структуру процесів, що протікають в реакційній зоні. Якщо врахувати безліч схем і конструкцій існуючих реакторів, то різноманітність процесів в них багаторазово зростає. Необхідний науковий метод, що дозволяє систематизувати це різноманіття, знайти спільність в ньому, виробити систему поглядів на закономірності явищ і зв'язків між ними, тобто створити теорію хімічних процесів і реакторів. Такий науковий метод розглянуто далі.
Справжній довідник містить бібліографію книг, що вийшли в СРСР російською мовою в період з 1920 по 1951 р, з основних питань хімії та хімічної технології. Широту наявної літератури, в тій чи іншій мірі пов'язаної з хімією, викликала необхідність обмежити перелік питань за якими наводяться бібліографічні довідки. Тому в довіднику немає відомостей про книгах з чорної і кольорової металургії, а також і за деякими-другим самостійним областям техніки, але включені відомості про тих книгах, в яких описується теорія хімічних процесів. Крім того, в довіднику не дано вичерпних відомостей про малотиражних (здебільшого стеклографірованних) виданнях і не включені відомості про навчальні програми і плани, тезах дисертацій і доповідей, працях науково-дослідних інститутів (якщо в назві не дана розшифровка змісту), виробничих інструкціях, інформаційних листах, прейскурантах і чисто відомчих виданнях.
У підручнику розглянуто теоретичні питання хімії та хімія елементів. Елементи та їхні сполуки вивчаються по групам періодичної системи Д. І. Менделєєва - спочатку s - і р -, потім d - і /- елементи. Прийнято єдиний план викладу: електронна будова, загальна характеристика елементів, хімія елементів, застосування. Хімія елементів відповідно до програми викладається на основі сучасних уявлень про будову речовини, періодичної системи, законів хімії, теорії хімічних процесів, структурних і термодинамічних характеристик. Інтегральною основою викладу всього курсу є періодична система Д. І. Менделєєва в сучасному освітленні.
Подальший розвиток як найбільш загальних, так і менш загальних теорій кінетики і каталізу повинно призводити до взаємного проникнення раціональних сторін, до взаємного збагачення теорій, до поглиблення пізнання суті конкретних явищ і одночасно до встановлення спільності між явищами. Правда, поки що важко навіть уявити обсяг і статут єдиної теорії хімічних процесів. Очевидно, до пори до часу необхідне злиття теорій відбуватиметься в рамках кінетики, яка потім, коли кібернетика займе належне їй місце в розвитку науки, сама почне перетворюватися в загальну, або єдину, теорію хімічних процесів.
Курс складається з двох частин. У першій розглядається будова речовини. Зокрема, поняття внутрішньої енергії та ентропії вводяться в першій частині курсу в зв'язку з викладенням питань будови і стану макроскопічних систем. Це ж відноситься до таких понять теорії розчинів, як гранично розбавлений і ідеальний розчини, пов'язаних саме з особливостями будови розчинів, що визначається характером взаємодії між частинками в розчині. Друга частина курсу містить теорію хімічного процесу. Тут розглядаються термодинаміка і кінетика хімічних реакцій.
Це положення в останні роки різко змінилося. Без урахування хімічної кінетики зараз неможливо правильно описати фізико-хімічні процеси, що відбуваються в камерах двигунів і факелах ракет, без хімічної кінетики можна зрозуміти всю складність хімічних перетворень в різних шарах земної атмосфери, що, зокрема, має істотне значення для боротьби з забрудненнями повітря. До хімічної кінетики висуває свої вимоги і така практично важлива проблема, як проблема пожежогасіння. Інший важливий стимул розвитку кількісної кінетики пов'язаний із запитами теорії хімічного процесу, розвиток якої немислиме без точних кількісних даних, які дає сучасний експеримент. У зв'язку з цим не можна недооцінити значення для розвитку кількісної кінетики нової експериментальної техніки, яка в останні 10 - 15 років надзвичайно збагатила арсенал хіміка-експериментатора. Це все разом узяте і призвело до необхідності написання монографії, яка використовувала б і узагальнила новітні досягнення експериментальної кінетики і результати сучасної теорії хімічних процесів.
Курс складається з двох частин. У першій частині розглядається будова речовини. Тут проводиться підхід до хімічної системі як системі з взаємодіючих електронів і ядер, з яких формуються атоми, багатоатомні частинки, а потім і макроскопічні речовини. У нерозривному зв'язку з будовою описується стан відповідних систем. Зокрема, поняття внутрішньої енергії та ентропії вводяться в першій частині курсу в зв'язку з викладенням питань будови і стану макроскопічних систем. Це ж стосується деяких понять теорії розчинів, як уявлення про гранично розведеному і ідеальному розчині, яке пов'язане саме з особливостями будови розчинів, природою взаємодії між частинками розчину. Друга частина присвячена теорії хімічного процесу. У ній розглядаються термодинаміка і кінетика хімічних реакцій.
У фізичної хімії застосовується кілька теоретичних методів. Квантово-механічний метод використовує уявлення про дискретності енергії та інших величин, що відносяться до елементарних частинок. З його допомогою визначають властивості молекул і природу хімічного зв'язку на основі властивостей частинок, що входять до складу молекул. Термодинамічний (феноменологічний) метод базується на кількох законах, які є узагальненням дослідних даних. Він дозволяє на їх основі з'ясувати властивості системи, не використовуючи відомості про будову молекул або механізмі процесів. Статистичний метод пояснює властивості речовин на основі властивостей складових ці речовини молекул. Фізико-хімічний аналіз полягає в дослідженні експериментальних залежностей властивостей систем від їх складу і зовнішніх умов. Кінетичний метод дозволяє встановити механізм і створити теорію хімічних процесів шляхом вивчення залежності швидкості їх протікання від різних факторів.
Розвиток теорії хімічного процесу гостро необхідно і для широких практичних завдань, пов'язаних з потребами швидкого зростання хімічної промисловості.
Курс теорії хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу є першою спеціальною дисципліною, покликаної закласти наукові основи для подальшого вивчення хімії і технології даної галузі промисловості. Він спирається на попередні курси, особливо на органічну і фізичну хімію, обчислювальну математику і обчислювальну техніку, процеси і апарати хімічної технології, розділ хімічних реакторів в загальній хімічної технології; викладається в них матеріал в даному курсі розширюється і поглиблюється стосовно до хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу.
Для обгрунтування теорії хімічних процесів велике значення має хімічна термодинаміка. Вона вивчає енергетику різних фізико-хімічних процесів (головним чином хімічних реакцій) і рівноваги в них.
на основі теорії рециркуляционного хімічного процесу з частковим перетворенням непрореагировавшего сировини розроблено математичний опис багатоциклового адсорбционного процесу в стаціонарному шарі сорбенту. Передбачається, що в багатоциклових процесі сорбент буде поступово дезактивується, причому частка дезактіва ції сукупності окремих елементів поверхні, що володіють однаковими каталитическими характеристиками, постійна для всіх циклів роботи. Отримані рекуррент - ні рівняння дозволяють розрахувати активність сорбенту і накопичення на ньому недесорбіруемих речовин дискретно по циклам ра. Проведено аналіз окремих випадків на ЕЦОМ Мінськ-22. Параметри окремих випадків рішення зворотних рівнянь розраховуються порівняно нескладно, для їх розрахунку досить використовувати експериментальний матеріал тільки по початковій стадії многоадклового процесу.
Весь розглянутий вище матеріал з теорії хімічних процесів і теорії будови є базою для аналізу уявлень про валентність атомів в хімічних сполуках. У природно-філософському сенсі валентність є, як відомо, кількісною мірою здатності атомів до утворення хімічного зв'язку. Це фундаментальне, але не однозначне поняття пройшло довгий шлях еволюції, поповнюючись різним вмістом в міру накопичення фактичного матеріалу.
На думку авторів, поглибленого вивчення теорії хімічних процесів сприяють також відомості з історії розвитку галузі в цілому і окремих хіміко-технологічних процесів зокрема, бо, спираючись на досвід минулого, можна зрозуміти закономірний розвиток теорії і практики на сучасному етапі.
Структурно-кінетична модель, закладена в основу теорії хімічних процесів в заморожених багатокомпонентних розчинах[3, 19-21], Дозволяє пояснити екстремальний характер температурної залежності швидкості реакцій (сумарний порядок яких вище першого) в таких системах як конкуренцію протилежно-спрямованих тенденцій, а саме - підвищення швидкості за рахунок ефектів кріоконцентрірованія і зменшення швидкості в міру зниження температури. Це, в свою чергу, відбивається на кінетичних особливостях кріохіміческіх реакцій в заморожених багатокомпонентних розчинах. НЖМФ існує в досить широкому діапазоні негативних температур, в цій мікрофази концентруються (за умови достатньої розчинності) компоненти вихідного розчину і продукти відповідних реакцій, тому такі реакції є Рідкофазний.
Металургія та металознавство безпосередньо спираються на фізичну хімію, обгрунтовує теорію хімічних процесів в металургійних агрегатах, що дозволяє розрахувати швидкості цих процесів і визначити шляхи їх інтенсифікації.
Металургія та металознавство безпосередньо спираються на фізичну хімію, обгрунтовує теорію хімічних процесів в металургійних агрегатах, що дозволяє розрахувати швидкості цих процесів і визначити шляхи їх інтенсифікації.
В даний час ФЛОГИСТОН вчення під назвою електронного панує в теорії хімічних процесів.
Пропонована читачеві книга побудована на двох розширених курсах лекцій з основ теорії хімічних процесів і гетерогенно-каталітичних реакцій технології органічних речовин, що читаються студентам старших курсів в Санкт-Петербурзькому технологічному інституті.
В СРСР і за кордоном в останні роки велика увага приділяється питанням створення теорії хімічних процесів, точних математичних описів і їх використання для масштабних переходів (моделювання) і управління хімічними процесами. II], А.В.Фрост[12J и др. Проведенные исследования позволяют считать, что для сравнительно простых химических процессов уже созданы методы оптимального управления и проектирования.
В этой главе будут рассмотрены разные химические производства как примеры реализации основных положений теории химических процессов и реакторов и химико-технологических систем. Химическая переработка нефти из всей обширной гаммы органических производств выбрана как образец получения многих продуктов из сложной природной смеси, ее характерным признаком является разделение и многообразие схем превращения компонентов сложной смеси. На производствах этилбензола и стирола показан пример выбора оптимального реактора. Обоснование и построение оригинальной энерготехнологической схемы продемонстрировано на примере получения стирола. Анализ тепловой эффективности проведен для производства этилена пиролизом бензинов.
Независимо от Зинера такой же критерий был предложен Лондоном[14]в статті, присвяченій теорії неадіабатичних хімічних процесів. Тут слід підкреслити, що, коли відбуваються переходи між двома рівнями, нічого певного про енергію системи сказати не можна.
Незалежно від Зинера такий же критерій був запропонований Лондоном[141 у статті, присвяченій теорії неадіабатичних хімічних процесів. Тут слід підкреслити, що, коли відбуваються переходи між двома рівнями, нічого певного про енергію системи сказати не можна.
Схема виробництва мінеральних добрив. Їх виробництва є вдалими прикладами розвитку теоретичних основ процесу, наукового обґрунтування технологічних та інженерних рішень, застосування багатьох положень розглянутих вище теорій хімічних процесів, реакторів і хіміко-технологічних систем. Виробництва названих продуктів будуть розглянуті далі.
Тому ми маємо право стверджувати, що дані ЕПР повинні послужити потужним підмогою не тільки при створенні сучасної електронної теорії будови, але при формулюванні загальних основ теорії хімічного процесу, суворо враховує всі можливі переміщення електронів в молекулах.
Будова речовини розглядається на основі уявлень квантової хімії. При викладі теорії хімічних процесів широко використовуються поняття хімічної термодинаміки, зокрема детально розглянуто значення величин AG, АЯ і AS0 для вирішення питання про направлення протікання хімічних процесів. У третій, частини систематично представлена хімія елементів. При цьому головна увага приділена з'єднанням, які мають значне практичне застосування, знання властивостей яких необхідно хіміку-технологу. Відомості про інші з'єднаннях, а також про фізико-хімічні властивості речовин зосереджені в основнвм в доповненнях до розділів.
У зв'язку з цим особливого значення для підготовки кадрів робочих набуває курс загальної хімічної технології. В даному навчальному посібнику автори викладають основи теорії хімічних процесів в доступній для учнів професійно-технічних училищ формі і показують їх застосування на конкретних прикладах виробництва найважливіших хімічних продуктів.
Відповідно до цього дві перші глави присвячені викладу основ теорії хімічного процесу на одиничному зерні. У розділах 3 - 5 описаний новий експериментальний метод для вивчення процесів на одиничних зернах і проілюстровано його застосування. У розділі 6 розповідається про використання даних експерименту для розрахунку розігріву зерна каталізатора при регенерації, оскільки цей розігрів може привести до деактивації каталізатора або сорбенту. У главах 7 і 8 розглянуто розрахунок регенераційних апаратів з нерухомим і рухомим шарами контактного матеріалу.
Така послідовність не затверджує виняткову правильність викладу матеріалу, хоча багаторічний досвід викладання підказує автору деякі переваги пропонованого побудови. З цих позицій основи теорії будови сприймаються як природний перехід від теорії хімічних процесів до хімії елементів та їхніх сполук.
В останні роки на кордоні між фізичною та органічною хімією викристалізовується цікава і захоплююча наука - каталітична хімія. Вона тісно пов'язана, з одного боку, з теорією будови речовини і теорією хімічних процесів, а з іншого боку, - з практикою. До 80% сучасної важкої хімічної промисловості і майже вся біохімія є застосуванням каталізу. Отримання аміаку, сірчаної та азотної кислот, каталітичний крекінг, нафтохімічний синтез, отримання синтетичного каучуку і багатьох інших полімерів, синтез цілого ряду розчинників, а також напівпродуктів барвистою, харчової та фармацевтичної промисловості засновані на каталізі. У біохімії ферменти є органічними каталізаторами високого вибіркової дії.
Миколі Миколайовичу Лебедєву, який вперше прочитав в 60 - ті роки лекційний курс Теорія хімічних процесів органічного синтезу, що містить систематичний виклад цих методів.
Недостатньо задовільний стан теорії, недостатньо глибоке знання механізмів складних процесів лімітують розвиток хімічної промисловості, справжній розквіт якої може статися саме на основі розвитку теорії хімічного процесу. Для цього необхідна постановка важких експериментів з елементарними частинками, що розкривають механізм реакцій.
Виклад загальної та неорганічної хімії студентам хіміко-технологічних спеціальностей вимагає деяких особливостей, оскільки знайомство з цією дисципліною відбувається в перший рік навчання до проходження курсів математики і фізики. У зв'язку з цим обов'язковою складовою частиною курсу загальної та неорганічної хімії повинен бути теоретичний розділ, який складається з основ вчення про будову речовини і теорії хімічних процесів. Очевидно, що співвідношення між теоретичною і описової частинами, повнота і порядок викладу матеріалу вимагають подальшої методичної роботи.
Були написані підручники і навчальні посібники з курсом, що викладається. Так, один з останніх варіантів підручника з теорії хімічних процесів технології органічних речовин був написаний в 1984 р (Лебедєв Н. Н., Мінаков М. Н., Швець В. Ф. Теорія хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу.
Сучасний розвиток хімічної кінетики відкриває подальші аспекти ланцюгової теорії, стверджуючи силу теорії і її можливості. Радянська хімічна кінетика міцно стоїть на грунті вивчення хімічних фактів і явищ, які супроводжують процес хімічного перетворення. З аналізу та узагальнення цих фактів виводить кінетика нові зв'язки між фактами і явищами, в цьому бачить вона джерело розвитку теорії хімічного процесу.
Були написані підручники і навчальні посібники з курсом, що викладається. Так, один з останніх варіантів підручника з теорії хімічних процесів технології органічних речовин був написаний в 1984 р (Лебедєв Н. Н., Мінаков М. Н., Швець В. Ф. Теорія хімічних процесів основного органічного і нафтохімічного синтезу. . Наведені приклади показують складну структуру процесів, що протікають в реакційній зоні. Якщо врахувати безліч схем і конструкцій існуючих реакторів, то різноманітність процесів в них багаторазово зростає. Необхідний науковий метод, що дозволяє систематизувати це різноманіття, знайти спільність в ньому, виробити систему поглядів на закономірності явищ і зв'язків між ними, тобто створити теорію хімічних процесів і реакторів. Такий науковий метод розглянуто далі.
Справжній довідник містить бібліографію книг, що вийшли в СРСР російською мовою в період з 1920 по 1951 р, з основних питань хімії та хімічної технології. Широту наявної літератури, в тій чи іншій мірі пов'язаної з хімією, викликала необхідність обмежити перелік питань за якими наводяться бібліографічні довідки. Тому в довіднику немає відомостей про книгах з чорної і кольорової металургії, а також і за деякими-другим самостійним областям техніки, але включені відомості про тих книгах, в яких описується теорія хімічних процесів. Крім того, в довіднику не дано вичерпних відомостей про малотиражних (здебільшого стеклографірованних) виданнях і не включені відомості про навчальні програми і плани, тезах дисертацій і доповідей, працях науково-дослідних інститутів (якщо в назві не дана розшифровка змісту), виробничих інструкціях, інформаційних листах, прейскурантах і чисто відомчих виданнях.
У підручнику розглянуто теоретичні питання хімії та хімія елементів. Елементи та їхні сполуки вивчаються по групам періодичної системи Д. І. Менделєєва - спочатку s - і р -, потім d - і /- елементи. Прийнято єдиний план викладу: електронна будова, загальна характеристика елементів, хімія елементів, застосування. Хімія елементів відповідно до програми викладається на основі сучасних уявлень про будову речовини, періодичної системи, законів хімії, теорії хімічних процесів, структурних і термодинамічних характеристик. Інтегральною основою викладу всього курсу є періодична система Д. І. Менделєєва в сучасному освітленні.
Подальший розвиток як найбільш загальних, так і менш загальних теорій кінетики і каталізу повинно призводити до взаємного проникнення раціональних сторін, до взаємного збагачення теорій, до поглиблення пізнання суті конкретних явищ і одночасно до встановлення спільності між явищами. Правда, поки що важко навіть уявити обсяг і статут єдиної теорії хімічних процесів. Очевидно, до пори до часу необхідне злиття теорій відбуватиметься в рамках кінетики, яка потім, коли кібернетика займе належне їй місце в розвитку науки, сама почне перетворюватися в загальну, або єдину, теорію хімічних процесів.
Курс складається з двох частин. У першій розглядається будова речовини. Зокрема, поняття внутрішньої енергії та ентропії вводяться в першій частині курсу в зв'язку з викладенням питань будови і стану макроскопічних систем. Це ж відноситься до таких понять теорії розчинів, як гранично розбавлений і ідеальний розчини, пов'язаних саме з особливостями будови розчинів, що визначається характером взаємодії між частинками в розчині. Друга частина курсу містить теорію хімічного процесу. Тут розглядаються термодинаміка і кінетика хімічних реакцій.
Це положення в останні роки різко змінилося. Без урахування хімічної кінетики зараз неможливо правильно описати фізико-хімічні процеси, що відбуваються в камерах двигунів і факелах ракет, без хімічної кінетики можна зрозуміти всю складність хімічних перетворень в різних шарах земної атмосфери, що, зокрема, має істотне значення для боротьби з забрудненнями повітря. До хімічної кінетики висуває свої вимоги і така практично важлива проблема, як проблема пожежогасіння. Інший важливий стимул розвитку кількісної кінетики пов'язаний із запитами теорії хімічного процесу, розвиток якої немислиме без точних кількісних даних, які дає сучасний експеримент. У зв'язку з цим не можна недооцінити значення для розвитку кількісної кінетики нової експериментальної техніки, яка в останні 10 - 15 років надзвичайно збагатила арсенал хіміка-експериментатора. Це все разом узяте і призвело до необхідності написання монографії, яка використовувала б і узагальнила новітні досягнення експериментальної кінетики і результати сучасної теорії хімічних процесів.
Курс складається з двох частин. У першій частині розглядається будова речовини. Тут проводиться підхід до хімічної системі як системі з взаємодіючих електронів і ядер, з яких формуються атоми, багатоатомні частинки, а потім і макроскопічні речовини. У нерозривному зв'язку з будовою описується стан відповідних систем. Зокрема, поняття внутрішньої енергії та ентропії вводяться в першій частині курсу в зв'язку з викладенням питань будови і стану макроскопічних систем. Це ж стосується деяких понять теорії розчинів, як уявлення про гранично розведеному і ідеальному розчині, яке пов'язане саме з особливостями будови розчинів, природою взаємодії між частинками розчину. Друга частина присвячена теорії хімічного процесу. У ній розглядаються термодинаміка і кінетика хімічних реакцій.
У фізичної хімії застосовується кілька теоретичних методів. Квантово-механічний метод використовує уявлення про дискретності енергії та інших величин, що відносяться до елементарних частинок. З його допомогою визначають властивості молекул і природу хімічного зв'язку на основі властивостей частинок, що входять до складу молекул. Термодинамічний (феноменологічний) метод базується на кількох законах, які є узагальненням дослідних даних. Він дозволяє на їх основі з'ясувати властивості системи, не використовуючи відомості про будову молекул або механізмі процесів. Статистичний метод пояснює властивості речовин на основі властивостей складових ці речовини молекул. Фізико-хімічний аналіз полягає в дослідженні експериментальних залежностей властивостей систем від їх складу і зовнішніх умов. Кінетичний метод дозволяє встановити механізм і створити теорію хімічних процесів шляхом вивчення залежності швидкості їх протікання від різних факторів.