Введение к работе
Акіуальность_ПЕ>обдєму. Исследование закономерностей гетерогенной нуклеации льда на льдообраэувмх реагентах является важной задачей фиэико-у.им:ш поверхностных процессов, а определение Физико-химических свойств, которые отвечают за кристаллизующую активность органических соединений, имеет не только научный, но и практический интерес,
Химическое воздействие на гидрометеорологические процессы - эффективное средство рассеивания туманов, искусственного получения осадков и предотвращения градобитий. Активные воздействия на переохлажденные облака состоят в засевании их аэрозолем льдообраэующего вещества, частицы которого имеют центры кристаллизации. Использование известных прообразующих реагентов ограничивается их дефицитностью (Agl) или токсичности (Pblg). В связи с этим всзнякаэг необходимость поиска новых активных льдообразуюаих реагентов, исходя из физико-химического обоснования природы кристаллизуюкего действия веществ и установления закономерностей гетерогенной нуклеации льда.
Перспективными льдосбразующими реагентами являются органические соединения. Они имеют высокий температурный" порог кристаллизации переохлажденной ьоды и могут быть переведены в аэрозоль в интервале температур 373- 673 К, что позволяет использовать их в практике.
В теоретическом аспекте большой интерес представляет установление взаимосвязи между льдообразукаей активностью соединений и их физико-химическими свойствами, которые в случае органических веществ закономерно изменяются в группах изомеров, гомологических рядах и т.д.
Диссертационная работа является частью исследований, которые про-еодятся на кафедре физической химии Киевского университета по плановым госбюджетным .темам N 55 и N 157 по исследованию физико-хикмчоских основ кристаллизующего действия органических реагентов и разработке экологически чистых реагентов для воздействия на гидрометеорологические процессы (приказ Минвуза Украины Н 78 от г. ).
Цезь.и_задачи_р.аботы. Целью работы было установление связи между льдсобраэуицей активностью органических соединений и их электронным строением, физико-химическими и структурними: свойствами, а также выявление закономерностей кристаллизующего действия органических соединений.
Достижение поставленной цели требует решения следующих задач: разработки зхспресс-метода сцекки кристаллизующего действия химических соединений для массового исследования льдоооразуваей активнее^;, про-ведения исследования льдообразукаей активности органических сседнне-
ний в идентичных условиях і: определения оптимальных условий генерации высокоэффективных аэрозолей; проведения квактово-химического моделирования процесса взаимодействия молекул воды с льдообразуюишми реагентами; систематического исследования закономерностей адсорбции паров воды на активний органических реагентах и их неактивных изомерах; проведения рентгеноструктурного исследования строения кристаллов группы иземеров дисксинафталина. которые имеет разнус льяообразукщув активность.
КйХУййя^ноь-йана.работы. Разработан простой зкепресс-метод определения температурного порога кристаллизации воды под действием химических соединений. Предложена кинетическая модель, которая описывает образование кристаллов льда в разных условиях формирования модельного облака на активных органических льдообрэоущих реагентах. Проведены систематические исследования адсорбции паров воды на органических льдообразуадих реагентах. Показано, что дифференциальные онгальлки и энтропии адсорбции (ДН и* и 4S J"* ) для активных органических льдо-обраэумикх реагентов минимальны, что свидетельствует о максимальном упорядочении адсорбционного слоя воды на этих соединениях. Проведено рентгеноструктуркое исследование строения монокристаллов группы изомзроз диоясянафталина. которые имеют разную льдробразусцуо актив-кость. Обнаружена система кооперативних водородных связей е кристаллах активных органических льдообразусьих веществ. Наличие такой системи связей приводит к .структурированию воды их поверхностно и, соответственно, к их высокой льдообразувцей активности.
0Е*1УУёЗКа1 .Ценность. Полученные результаты углубляют суаествую-щие представления о механизме формирования эареды'иеи льда на поверхности органических льдообразусщих реагентов. Разработанные нами высокоэффективные аэрозоли двухкомлоненткых комлозицияна основе активных органических реагентов могут служить основой пиросоставов для практики активных воздействий. Экспресс-метод оценки кристаллизусдего действия химических соединений ножно предложить для определения температурного порога нових активных реагентов.
Б2_!Ш!й1У_вь!Н25ятся_такие_цоЯ9$ёния.-
I. Методика определения температурного порога льдообразования. Z. Систематические исследования адсорбции паров воды на органических льдообразувцих реагентах и термодинамические характеристики воды, адсорбированной на поверхности исследуемых веществ.
-
Связь меаду физико-химическими свойствами поверхности органических веществ и их льдообразувцей активностью.
-
Результаты рентгеноструктурного исследования строения кристаллов
- з -изомеров диоксинафталина.
Апрдбация.Еаботы. Результаты исследований заслушаны и обсуждены на Всесоюзном семинаре по активным воздействиям на градовые процессы и перспективам усовершенствования льдообраэуюедх реагентов для практики активных воздействий С- г. Нальчик, 1989 ), Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы ( г.Нальчик. 1991 ). Всесоюзной школе "Химическая физика гетерогенных процессов" ( г.Туапсе. 1991 ), Всесоюзном семинаре по физико-химии поверхностных явлений и дисперсных систем ( г.Санкт-Петербург, 1992 ), Всесоюзной школе по экологической химии ( г.Туапсе, 1992 ), XV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии "Химические проблемы экологии" ( г.Минск, 1093).
Ої&гакациц. По материалам диссертации опубликовано б статей и 2 тезиса доклада.
0бНЮ_сійїКїХВЗ_ВЗЙІВ. Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста, включает' 18 таблиц и 50 рисунков. Работа состоит из вступления, обзора литературы, шести глав экспериментальной части, выводов я списка цитированной литературы иэ 150 наименований.
