Исследование механизма химических реакций
Для получения информации о возможных путях протекания процесса, а также о промежуточных веществах, необходимо знать, какие вещества и в каких соотношениях образовались в результате реакций [17]. В этом отношении ИК-спектроскопия дополняет другие методы исследования. Целесообразно предварительно разделить образовавшуюся в ходе реакции смесь на отдельные фракции путем совместного использования препаративного хроматографа и спектрометра. Например, таким методом исследована с помощью ИК - спектроскопии с Фурье-преобразованием кинетика реакции образования нитрозоаминов из диэтаноламина [18]. Реакцию контролируют по возрастанию поглощения NO-групп образующегося нитрозоамина (1460 см'1) или по снижению линии поглощения N02-rpyim (1628 см"1) и характеристических полос диэтаноламина (2970 и 1150 см'1); одновременно наблюдается увеличение высоты пика при 1380 см'1, связанное с образованием неорганических нитратов (в данном случае HN03). После усреднения полученных значений определяется суммарный порядок реакции, порядки реакции по ДЭА и N02 с применением метода начальных скоростей реакций. При этом поддерживают постоянную концентрацию одного из реагентов, а концентрацию другого (R) варьируют в молярном соотношении. Порядок реакции г находят из соотношения
InV = In (A[R] / At)o — r ln[R]0 + Const, где V - начальная скорость реакции.
Предложена [19] приставка к ИК-спектрометру, предназначенная для мониторинга хода химических реакций, проводимых в специальном реакторе, снабженном зеркальной стенкой. Система включает погружной зонд, связанный со спектрометром волоконно- оптическим световодом, по которому в реактор поступает излучение от источника и отводится аналитическое излучение к детектору.
Благодаря современным достижениям в области волоконной оптики появилась возможность непрерывного контроля кинетики химических реакций в условиях производственных реакторов. Особенно полезно для этих целей использовать ИКС с Фурье-преобразованием с измерением полного отражения и передачей информации о ходе реакции в спектрометр от погружного волоконно-оптического зонда [20]. Например, такая система может применяться для контроля работы экструдера при температурах до 300 °С и давлении до 700 бар [21]. Возможно использование этого метода для изучения in situ твердофазных органических реакций, например исследования диффузии дихлорэтана в шариках из аминометилполистирола, реакции бензоили - рования этого полимера и др. [22].
Изучение межмолекулярных взаимодействий и процессов комплексообразования проводится аналогично описанному выше исследованию кинетики химических реакций, а также изучению комплексообразования методом УФ-спектроскопии. Особенно часто метод используется для исследования образования водородных связей в полимерах, например в полиуретанах [23, 24].