4. Самовоспламенение и самовозгорание

4.1. Расчет температуры самовоспламенения паров веществ по средней длине углеродной цепи

Стандартной температурой самовоспламенения паров жидкости в воздухе называется определенная стандартным методом самая низкая температура, до которой должна быть нагрета наиболее легковоспламеняемая смесь (смесь близкая к стехиометрической) данного газа или пара с воздухом, чтобы она воспламенилась без внесения в нее постороннего источника зажигания.

Температура самовоспламенения (Т_СВ) определяется по таблицам, исходя из средней длины углеродной цепи в молекуле данного класса соединений. Расчетная формула условной средней длины углеродной цепи в молекуле имеет вид:

(4.1.1)

Здесь c_i - длина i - ой углеродной цепи в молекуле;

m_i - число углеродных цепей, длина которых составляет c_i;

- общее число углеродных цепей в молекуле. Оно находится по формуле:

= (4.1.2)

В формуле (4.1.2) М_р - число концевых групп в молекуле.

Концевыми группами являются:

- в молекуле парафинового углеводорода метильные группы – СН₃;

- в молекуле спирта – метильные и гидроксильные ОН;

- в молекуле ароматического углеводорода – метильные группы и ароматическое кольцо. Ароматическое кольцо считают только концевой групп

пой, если в нем замещен только один атом водорода. Если в ароматическом кольце замещены два и более атомов водорода, то его считают и концевой и промежуточной группой.

Расчет длины углеродных цепей для каждого класса соединений имеет свои особенности. При подсчете числа атомов углерода в каждой цепи при­меняются следующие правила:

а) для парафинов расчетное число атомов углерода в цепи равно фактическому числу атомов углерода;

б) для спирта расчетное число атомов углерода в цепи, включающей ОН-группу равно фактическому числу атомов углерода, увеличенному на единицу;

в) для ароматического углеводорода расчетное число атомов углерода в цепи, включающей ароматическое кольцо, равно фактическому числу ато­мов углерода в цепи, уменьшенному на единицу. Атомы углерода ароматического кольца при подсчете длины углеродной цепи не учитываются.

В зависимости от полученного значения L_ср по таб­лице для данного класса соединений определяют температуру самовоспламенения.

4.2. Расчет йодного числа жиров, масел и других веществ

Йодное число – это масса йода, поглощенная 100 граммами жира или масла. Йодное число характеризует количество глицеридов непредельных кислот, содержащихся в масле или жире. Оно является критерием склонности жиров и масел к самовозгоранию. Масла, имеющие йодное число более 50, считаются склонными к самовозгоранию.

Пример. Определить йодное число льняного масла, содержащего 5 % (по массе) глицеридов пальмитиновой и стеариновой кислот, 18 % глицерида олеиновой кислоты, 30 % глицерида линолевой кислоты и 47 % глицерида линоленовой кислоты.

Решение.

Глицериды пальмитиновой и стеариновой кислот являются предельными, поэтому при низких температурах они не присоединяют йод.

Определяем количество йода, присоединяющегося к глицериду олеиновой кислоты.

Уравнение реакции: (С₁₇Н₃₃СОО)₃С₃Н₅+ 3 I₂ = (С₁₇Н₃₃I₂СОО)₃С₃Н₅

Молекулярная масса глицерида олеиновой кислоты 884 г/моль, йода 254 г/моль.

К 884 г глицерида олеиновой кислоты присоединяется 254  3 г йода.

К 18 г глицерида олеиновой кислоты (столько содержится в 100 г масла) присоединяется Х₁ г йода.

Х₁ = 254  3 18/884 = 15,5 г

Определяем количество йода, присоединяю­щегося к глицериду линолевой кислоты.

Уравнение реакции: (С₁₇Н₃₁СОО)₃С₃Н₅+ 6 I₂ = (С₁₇Н₃₃I₄СОО)₃С₃Н₅

Молекулярная масса глицерида линолевой кислоты 878 г/моль.

К 878 г глицерида олеиновой кислоты присоединяется 254  6 г йода.

К 30 г глицерида линолевой присоединяется Х₂ г йода

Х₂ = 254  6  30/878 = 52,1 г

Определяем количество йода, присоединяю­щегося к глицериду линоленовой кислоты.

Уравнение реакции: (С₁₇Н₂₉СОО)₃С₃Н₅+ 9 I₂ = (С₁₇Н₃₃I₆СОО)₃С₃Н₅

Молекулярная масса глицерида линоленовой кислоты 872 г/моль.

К 872 г глицерида олеиновой кислоты присоединяется 254  9 г йода.

К 47 г глицерида линоленовой присоединяется Х₃ г йода

Х₂ = 254  9  47/872 = 123,2 г

Йодное число льняного масла равно:

И.ч. = Х₁ + Х₂ + Х₃ = 15,5 + 52,1 + 123,2 = 190,8 г