Методика складання рівнянь реакції горіння.
При складанні рівнянь реакції горіння необхідно враховувати наступні особливості:
1. Рівняння складається на 1 моль горючої речовини. На відміну від рівнянь хімічних реакцій у рівнянні реакції горіння можуть бути присутні і дробові коефіцієнти.
2. Окисником є повітря. Склад повітря записується в молях як
(О2 + 3,76 N2).
3. Виходячи з елементного складу горючої речовини визначається якісний склад продуктів горіння. Вважається, що утворюються тільки продукти повного згоряння. У разі присутності у горючому:
Галогеноводні утворяться внаслідок взаємодії галогенів з атомами водню, які входять до складу горючої речовини.
C2H4Cl2+2,5 (O2+3,76 N2)=2CO2+H2O+2HCl+2,5 · 3,76N2.
Присутній в горючій речовині кисень входить до складу продуктів горіння подібно кисню повітря. Зразком може служити горіння вибухових та піротехнічних речовин:
С3Н5(NО3)3 =3СО2 +2,5 Н2О+0,5 О2 +1,5N2.
4. Для правильного складання рівняння реакції горіння потрібно спочатку урівняти число атомів вуглецю, після цього галогенів, потім урівнюють число атомів сірки, фосфору та кремнію, після цього, число атомів водню. Останніми урівнюються число атомів кисню та азоту у правій та лівій частині рівняння.
Число молів повітря, що необхідне для повного згоряння горючого визначається стехіометричним коефіцієнтом, що можна визначити розрахунком за формулою:
де - C; S; H; Нalogen; O; P - відповідно число атомів вуглецю, сірки, водню, галоїду, кисню та фосфору в молекулі речовин.
Наприклад, рівняння реакції горіння хлоразону С10Н8ON3Cl у повітрі:
C10H8ON3Cl+ 11,25 (O2+3.76N2) =
10CO2+ HCl+ 3,5H2O+ 1,5N2+ 11,25 3,76N2
Типи вибухів.
Вибух - виділення великої кількості енергії в обмеженому об'ємі речовини за короткий проміжок часу. Розрізняються вибухи двох типів.
До першого типу відносять вибухи, обумовлені вивільненням хіміної або ядерної енергії речовини (наприклад вибухи хім.. вибухових речовин, сумішей газів, пилу і (або) пари, а також ядерні і термоядерні вибухи.
При вибухах другого типу виділяється енергія, отримана речовиною від зовнішнього джерела. Приклади подібних вибухів - потужній электричий розряд в середовищі (у природі - блискавка під час грози); випаровування металевого провідника під дією струму великої сили; вибух при дії на речовини деяких випромінювань великої щільності енергії, наприклад сфокусованого лазерного випромінювання; раптове руйнування оболонки із стисненим газом.
Зустрічаються випадки, коли вибух є небажаним процесом. Практично будь-яка газова суміш пального з повітрям може вибухати за певних умов (наприклад, при витоку природного газу в квартирах). Практично будь-який горючий матеріал, зважений в повітрі в тонко подрібненому вигляді, може дати при підпалі в певних умовах т.з. пиловий вибух. Відомі вибухи, в яких у вигляді пилу брали участь такі матеріали, як вугілля, сажа, деревина, папір, пробка, висівки, солод, крохмаль, цукор, мука, шерсть, пакля, алюміній, магній, смола, сіра, нафталін та ін.
Для пилоподібних сумішей їх здатність вибухати залежить від ступеня подрібнення (дисперсності) горючого матеріалу, а також від його концентрації в повітрі. Для таких сумішей є нижня концентраційна межа взрываемости, який, у свою чергу, залежить від потужності джерела запалення.
ЛЕКЦІЯ 2 ОСНОВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ КІНЕТИКИ ПРОЦЕСУ ГОРІННЯ І ТЕПЛОВИЙ ТА РАДИКАЛЬНО-ЛАНЦЮГОВИЙ МЕХАНІЗМ ГОРІННЯ.
Питання для розгляду на лекції:
2.1. Ланцюгові реакції.
2.2. Зародження ланцюгів.
2.3 Продовження ланцюгів.
2.4 Хімічні процеси при горінні водню.
Горіння завжди супроводжується хімічними перетвореннями. Горіння в середовищі повітря - взаємодією горючої речовини з киснем. Проте слід мати на увазі, що окислювачами в процесі горіння можуть виступати оксиди азоту, галоїди, озон. Відомі процеси горіння, що протікають за участю тільки одного початкового продукту - з'єднання, здібного до швидкого розпаду. Прикладами таких з'єднань є ацетилен і гидразин.
Хімічні процеси, що протікають при горінні, надзвичайно складні. Навіть для простого випадку - горіння водню в кисні, узагальнене рівняння якого має вигляд:
2Н2 + 02 = 2Н20,
До теперішнього часу достатньо детально досліджені механізми хімічних перетворень при горінні лише декількох речовин: водню, оксиду вуглецю, метану і Етану. Ці знання використовуються для прогнозування умов займання і горіння багатьох речовин.