CRESU Experiment

Das CRESU-Experiment ("Reaktionskinetik im Gleichförmigen Überschallfluss" bedeutend), ist ein Experiment, das chemische Reaktionen untersucht, die bei sehr niedrigen Temperaturen stattfinden.

Die Technik ist mit der Vergrößerung eines Benzins oder Mischung von Benzin durch eine Schnauze von de Laval von einem Reservoir des Hochdrucks in einen Vakuumraum verbunden. Als es sich ausbreitet, lässt die Schnauze das Benzin in einen gleichförmigen Überschallbalken zusammenfallen, der im Wesentlichen Kollision frei ist und eine Temperatur hat, die, im Zentrum des Massenrahmens, bedeutsam unter diesem des Reservoir-Benzins sein kann. Jede Schnauze erzeugt eine charakteristische Temperatur. Auf diese Weise kann jede Temperatur zwischen der Raumtemperatur und über 10K erreicht werden. Es gibt relativ wenige CRESU Apparate in der Existenz aus dem einfachen Grund, dass der Gasdurchfluss und die pumpenden Voraussetzungen riesig sind, der sie teuer macht, um zu laufen. Zwei der Hauptzentren sind die Universität von Rennes (Frankreich) und die Universität Birminghams (das Vereinigte Königreich) gewesen. Eine neuere Entwicklung ist eine pulsierte Version des CRESU gewesen, der viel weniger Benzin und deshalb kleinere Pumpen verlangt. Man könnte gut fragen, warum wir solch eine komplizierte Methode verwenden sollten, um niedriges Temperaturbenzin zu erzeugen, als sie viel leichter mit flüssigem Helium erzeugt werden konnten. Die Antwort ist einfach: Die meisten Arten haben einen unwesentlichen Dampf-Druck bei solchen niedrigen Temperaturen, und das bedeutet, dass sie sich schnell auf den Seiten des Apparats verdichten. Im Wesentlichen stellt die CRESU Technik eine "Wandwenigerfluss-Tube zur Verfügung," der der Kinetik von Gasphase-Reaktionen erlaubt, bei viel niedrigeren Temperaturen untersucht zu werden, als sonst möglich.

Chemische Kinetik-Experimente können dann in einer Mode "der Pumpe-Untersuchung" ausgeführt, einen Laser zu verwenden, um die Reaktion (zum Beispiel durch die Vorbereitung von einem der Reagenzien durch photolysis eines Vorgängers) zu beginnen, von der Beobachtung dieser derselben Art (zum Beispiel durch die laserveranlasste Fluoreszenz) nach einer bekannten Verzögerung gefolgt werden. Das Fluoreszenz-Signal wird durch einen Photovermehrer eine bekannte Entfernung stromabwärts der Schnauze von de Laval gewonnen. Die Verzögerung kann bis zum Maximum entsprechend der Fluss-Zeit über diese bekannte Entfernung geändert werden. Durch das Studieren, wie schnell die Reagens-Art in Gegenwart von sich unterscheidenden Konzentrationen (gewöhnlich stabil) Co-Reagens-Arten verschwindet, kann die bei der niedrigen Temperatur des CRESU-Flusses unveränderliche Reaktionsrate bestimmt werden.

Reaktionen, die durch die CRESU Technik normalerweise studiert sind, haben keine bedeutende Aktivierungsenergiebarriere. Im Fall von neutral-neutralen Reaktionen (d. h., mit irgendwelchen beladenen Arten, Ionen nicht verbunden seiend), sind ähnliche Reaktionen ohne Barrieren gewöhnlich mit freien radikalen Arten wie molekularer Sauerstoff (O2), das Zyanid radikal (CN) oder der hydroxyl Radikale (OH) verbunden. Die energische treibende Kraft für diese Reaktionen ist normalerweise eine attraktive lange Reihe zwischenmolekulares Potenzial.

CRESU Experimente sind verwendet worden, um Abweichungen von der Kinetik von Arrhenius bei niedrigen Temperaturen zu zeigen: Da die Temperatur reduziert wird, nimmt die Rate unveränderlich wirklich zu. Sie können erklären, warum Chemie im interstellaren Medium so überwiegend ist, wo viele verschiedene Polyatomarten (durch die Radioastronomie) entdeckt worden sind, aber wo Temperaturen so niedrig sind, dass herkömmlicher Verstand darauf hinweisen könnte, dass chemische Reaktionen nicht vorkommen.


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