База данных химических реакций с электронно-возбужденными атомами и молекулами в воздухе


Просмотр статьи
PDF, 245,3 КБ

Database on chemical reactions with excited electronic atoms and molecules in air

The analysis of kinetic processes involving the excited electronic atoms and molecules in air behind shock wave front is realized. The formation of the excited electronic states in atoms and molecules is the result of dissociation and recombination processes, electronic energy-exchange by particles collisions, and chemical exchange reactions. The most rapid processes of the excited electronic states formation are taking place in atoms recombination and isoenergetic transfer of vibrational energy to electronic one from high-excited vibrational levels. The quenching of metastable particles is due particles collisions, in dissociation and recombination, and also in chemical exchange reactions. The created database on rate constants of electronic-chemical reactions in air is demonstrated


Том 9, 2010 год



Выполнен анализ кинетических процессов с участием электронных состояний атомов и молекул в воздухе за фронтом ударной волны. В воздухе образование электронных состояний атомов и молекул происходит в результате диссоциации и рекомбинации, при электронном обмене энергией при столкновениях частиц и в химических реакциях обмена. Наиболее быстрым является процесс образования возбужденных электронных состояний при рекомбинации атомов и при изоэнергетическом переходе колебательной энергии в электронную с высоковозбужденных колебательных уровней. Тушение метастабильных частиц происходит при столкновениях частиц, при диссоциации и рекомбинации и в химических реакциях обмена. Демонстрируется база данных по константам скорости реакций электронного энергообмена в воздухе

константы скорости реакций, ударная волна, базы данных, электронные состояния атомов и молекул, электронный энергообмен


Том 9, 2010 год



1. Лосев С.А., Ярыгина В.Н. Электронный энергообмен в термически неравновесных химических реакциях // Избр. Труды Всероссийского семинара по аэрогидроди намике посвященного 90-летию С.В. Валландера, СПб, Санкт-Петербургский гос. 2008, С. 70−73.
2. Лосев С.А., Ярыгина В.Н. Процессы в высокотемпературном воздухе с участием молекул и атомов в возбужденных электронных состояниях // Материалы VII Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях NPNJ, 2008, Алушта, С. 228−291.
3. Aliat A., Kustova E.V., Chikhaoui A. State-to-state reaction rates in gases with vibration-electronic-dissociation coupling: the influence on a radiative shock heated CO flow // Chemical Physics, 2005, Vol.314, pp.37−47.
4. Tully J.C. Collision complex model for spin forbidden reactions: Quenching of O(1D) by N2 // Journ. Chem. Phys., 1974. Vol. 61, N 1, P.61.
5. Gonzalez M., Miquel I., Sayos R. VTST kinetics study of the N(2D)+O2(X)→O(3P,1D) reactions based on CASSCF and CASPT2 ab-initio calculations including excited potential energy surfaces // Chem. Phys. Letters, 2001. Vol. 335, P.339.
6. Кулагин Ю.A., Шелепин Л.A., Ярыгина В.Н. Кинетика активных сред. Кислородно-йодный лазер // Труды ФИАН, 1991, Т. 212, С.123−143.
7. Gorelov V.A., etc. Experimental and Numerical Study of Nonequilibrium Ultraviolet NO and N2 + Emission in Shock- Layer // Journ. Thermophysics and Heat Transfer, 1998, Vol.12, N 2, pp. 172−179.
8. Бирюков А.С., Решетняк С.А., Шелепин Л.А. Об электронной кинетике молекул // Труды ФИАН, 1979, Т. 107, С.179.
9. Кулагин Ю.А., Шелепин Л.А., Ярыгина В.Н. Кинетика процессов в газовых средах, содержащих метастабильный кислород //Труды ФИАН, 1994, Т. 218, C. 166.
10. Дворянкин А.Н., Ибрагимова Л.Б., Кулагин Ю.А., Шелепин Л.А. Механизмы электронной релаксации в атом- но-молекулярных средах //Химия плазмы, 1987, Вып. 14, C.102.
11. R. Atkinson, D.L. Baulch, R.A. Cox et al. Summary of Evaluated Kinetic and Photochemical Data for Atmospheric Chemistry // J. Phys. Chem. Ref. Data, 1997, Vol.26, pp.1329−1499.
12. Старик А.М., Титова Н.С. О кинетике инициирования детонации в сверхзвуковом потоке смеси H2+O2 (воз- дух) при возбуждении молекул O2 резонансным лазерным излучением // Кинетика и катализ, 2003, Т. 43. N 1. C.1.
13. Старик А.М., Титова Н.С. Инициирование горения и детонации в горючих смесях при возбуждении молекулярного кислорода в состояние O2(а) // Химическая физика, 2001, Т. 20, N 5, С.17.
14. Capitelli M., Ferreira C.M., Gordiets B.F., Osipov A.I. Plasma Kinetics in Atmospheric Gases. Springer. 2000, 301p.
15. Stafford D.S. Modeling of Singlet-Delta Oxygen Yields in Flowing Electric Discharges. Thesis. 2004, 97 p.
16. Kutasi K. et al. Active species in a large volume N2−O2 post-discharge reactor // J. Phys. D: Appl. Phys., 2007, Vol.40, pp.1990−2001.
17. Slanger T.G., Black G. O(1S) production from oxygen atom recombination // Journ. Chem. Phys., 1976, Vol.64, N9, pp.3767−3773.
18. Adamovich I.J. NO UV/visible emission modeling behind strong shock waves (private information). 2008.
19. Herron J.T. Evaluated Chemical Kinetics Data for Reaction of N(2D), N(2P), and N2(A) in the Gas Phase // J. Phys. Chem. Ref. Data, 1999, Vol.28, N 5, pp.1453−1483.
20. Carty G., Magne L., Cernogora G. Experimental study and modelling of a low-pressure N2−O2 time afterglow // J. Phys. D: Appl.Phys., 1999, Vol.32, pp.1894−1907.
21. Han J., Komissarov A.V., Tinney S.P. Heaven M.C. Proc.SPIE, 2003, Vol. 4971, pp.45−56.
22. Streit G.E. et al. Temperature dependence of O(1D) rate constants for reactions with O2, N2, CO2, O3, and H2O // J. Chem. Phys., 1976, Vol.65, pp.4761−4764.
23. Slanger T.G., Black G. O(1S) quenching by O(3P) // Journ. Chem. Phys., 1976, Vol.64, N9, pp.3763−3766.
24. Herron J.T., Green D.S. Chemical Kinetics Database and Predictive Schemes for Non-thermal Humid Air Plasma Chemistry. Part II. Neutral Species Reactions // Plasma Chem. Plasma Processing, 2001, Vol.21, N3, pp.459−481.
25. Borrel P., Borrel P.M., Pedley M.D., Grant K.R. Proc. R. Soc. London, 1979, Ser. A367, p.395.
26. Kolts J.H., Setser D.W. Reactive Intermediates in the Gas Phase. Acad. Press, 1979, pp.151−231.
27. Kossiy I.A., Kostinsky Yu.A., Matveyev A.A., Silakov V. Kinetic Scheme of the Non-equilibrium discharge in nitrogen- oxygen mixture // Plasma Sources Sci. Technol. 1992, Vol.1, pp.207−220.
28. Flagan R.C., Appleton J.P. Excitation Mechanisms of the Nitrogen First-Positive and First-Negative radiation at High temperature // Journ. Chem. Phys., 1972, Vol.56, N3, pp.1163−1173.
29. Carrol D.L. AIAA Journal, 1995, Vol.33, N8, pp.1454−1462.
30. Кустарев В.Г. Рекомендуемые данные по константам скорости дезактивации синглетного кислорода O2(a) в газовой фазе // ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Кинетика и катализ. 1991. Т.24. С.71.
31. Singh J.P., Bachar J., Setser D.W., Rosenwaks S. Electronic- to-Vibrational Energy-Transfer Studies of Singlet Molecular Oxygen // J. Phys. Chem. 1985, Vol.89, pp.5347−5353.
32. Yee J.H., Guberman S.L., Dalgarno A. Planetary and Space Science, 1990, Vol.38, N.5, pp.647−652.
33. Gui-Bing Zhao S.V.B. et al. Effect of Oxygen on Nonthermal Plasma Reactions of Nitrogen Oxides in Nitrogen // Environmental and Energy Eng. AIChE Journal. 2005, Vol.51, N6, pp.1800−1812.
34. Скребков О.В., Каркач С.П. Колебательная неравновес- ность и электронное возбуждение в реакции водорода с кислородом за ударной волной // Электронный журнал «Физико-химическая кинетика в газовой динамике». 2004.Том 2. http://www.chemphys.edu.ru /pdf/2004-12-30- 001.pdf
35. Piper L.G. J.Chem.Phys. 1992, Vol.97, pp.270−275.
36. Смирнов С.A., Рыбкин В.В., Холодков И.В., Титов В.А. Моделирование процессов образования и гибели ней- тральных частиц в плазме воздуха // Теплофизика высо- ких температур. 2002, Т.40, N 2, С.189−193.
37. Piper L.G. // J.Chem.Phys. 1987, Vol.87, pp.1625−1629.
38. Marinelli W.J., Kessler W.J., Green B.D., Blumberg W.A. // J.Chem.Phys. 1989, Vol.90, pp.2167−2173.
39. De Sauza A.R., Gousset G., Touzeau M., Tu Khet. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1985, Vol.18, L.661.
40. Husain D., Mitra S.K., Young A.N. // J. Chem. SocFarad. Trans. 1974, Vol.70, p.1721.
41. Donovan R., Hisain D. // Chem. Rev. 1970, Vol.70, p.489.
42. Fernandez A., Goumri A., Fontijn A. // J.Phys.Chem.A. 1998, Vol.102, p.168−172.
43. Karkach S.P., Osherov V.I. Ab-initio analysis of the transition states on the lowest triplet H2O2 potential surface // J. Chem. Phys. 1999, Vol.110, pp.11918−11927.