Izgorevanje je vrsta reakcije. Mehanizem reakcije zgorevanja

Originalni dokument?

FIZIKALNE IN KEMIJSKE OSNOVE PROCESOV GORENJA

Kemični procesi pri gorenju. Narava vnetljivih snovi. Predavanje 3

Nevarnost požara in eksplozije snovi in ​​materiali- to je niz lastnosti, ki označujejo njihovo sposobnost sprožitve in širjenja gorenja.

Posledica gorenja je, odvisno od hitrosti in pogojev nastanka, lahko požar ali eksplozija.

Nevarnost požara in eksplozijesnovi in ​​materiale označujejo indikatorji, katerih izbira je odvisna od agregatnega stanja snovi (materiala) in pogojev njene uporabe.

Pri določanju nevarnost požara in eksplozije Snovi in ​​materiali so razdeljeni v naslednja agregatna stanja:

plini - snovi, katerih nasičeni parni tlak pri normalnih pogojih (25 °C in 101325 Pa) presega 101325 Pa;

tekočine - snovi, katerih nasičeni parni tlak pri normalnih pogojih (25 °C in 101325 Pa) je manjši od 101325 Pa. Tekočine vključujejo tudi trdne talilne snovi, katerih tališče ali kapljišče je pod 50 °C;

trdne snovi in ​​materiali- posamezne snovi in ​​njihove mešane sestave s tališčem in padcem nad 50 °C ter snovi, ki nimajo tališča (na primer les, tkanine, šota);

prah - razpršena snovi in ​​materiali z velikostjo delcev manj kot 850 mikronov.

Gorenje kot kemična reakcija oksidacije snovi, ki vključuje kisik

zgorevanje - eden prvih kompleksnih fizikalno-kemijskih procesov, s katerimi se je človek srečal na zori svojega razvoja. Proces, ki ga je obvladal, je pridobil ogromno premoč nad živimi bitji in silami narave okoli sebe.

zgorevanje - ena od oblik pridobivanja in pretvorbe energije, osnova številnih tehnoloških proizvodnih procesov. Zato človek nenehno proučuje in spoznava procese izgorevanja.

Zgodovina znanosti o zgorevanju se začne z odkritjem M.V. Lomonosov: "Izgorevanje je kombinacija snovi z zrakom." To odkritje je služilo kot osnova za odkritje zakona o ohranitvi mase snovi med njihovimi fizikalnimi in kemijskimi transformacijami. Lavoisier je pojasnil definicijo procesa zgorevanja: "Zgorevanje je kombinacija snovi ne z zrakom, ampak s kisikom v zraku."

Pozneje so sovjetski in ruski znanstveniki A.V. pomembno prispevali k preučevanju in razvoju znanosti o zgorevanju. Mikhelson, N.N. Semenov, Ya.V. Zeldovia, Yu.B. Khariton, I.V. Blinov in drugi.

Proces zgorevanja temelji na eksotermnih redoks reakcijah, ki se podrejajo zakonom kemijske kinetike, kemijske termodinamike in drugim temeljnim zakonom (zakon o ohranitvi mase, energije itd.).

goreče je kompleksen fizikalno-kemijski proces, pri katerem vnetljive snovi in ​​materiali pod vplivom visokih temperatur vstopijo v kemično interakcijo z oksidantom (kisikom zraka), pri čemer se spremenijo v produkte zgorevanja, kar spremlja intenzivno sproščanje toplote in svetlobe. sij.

Proces zgorevanja temelji na reakciji kemične oksidacije, tj. spojine začetnih gorljivih snovi s kisikom. V enačbah kemijskih zgorevalnih reakcij je upoštevan tudi dušik, ki je v zraku, vendar ne sodeluje pri zgorevalnih reakcijah. Običajno se domneva, da je sestava zraka konstantna, saj vsebuje 21 volumskih % kisika in 79 % dušika (težno 23 % oziroma 77 % dušika), tj. Na 1 prostornino kisika je 3,76 prostornine dušika. Ali za 1 mol kisika je 3,76 mola dušika. Potem lahko na primer reakcijo zgorevanja metana v zraku zapišemo takole:

CH 4 + 2O 2 + 2´ 3,76 N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 2 ´ 3,76 N 2

Dušik je treba upoštevati v enačbah kemijskih reakcij, ker absorbira del toplote, ki se sprošča pri reakcijah zgorevanja, in je del produktov zgorevanja.- dimni plini.

Oglejmo si oksidacijske procese.

Oksidacija vodika izvede z reakcijo:

n 2 + 0,5 O 2 = H 2 O.

Eksperimentalni podatki o reakciji med vodikom in kisikom so številni in raznoliki. V vsakem pravem (visokotemperaturnem) plamenu v zmesi vodika in kisika je možen nastanek radikala * OH oziroma vodikovih atomov H in kisika O, ki sprožita oksidacijo vodika v vodno paro.

zgorevanje ogljik . Ogljik, ki nastaja v plamenih, je lahko plinast, tekoč ali trden. Njegova oksidacija, ne glede na agregatno stanje, se pojavi zaradi interakcije s kisikom. Zgorevanje je lahko popolno ali nepopolno, kar določa vsebnost kisika:

C + O 2 = CO 2(poln) 2C + O 2 = 2CO (nepopolno)

Homogeni mehanizem ni raziskan (ogljik v plinastem stanju). Najbolj raziskana je interakcija ogljika v trdnem stanju. Ta proces je lahko shematično predstavljen v naslednjih fazah:

1. dovajanje oksidanta (O 2 ) na mejno površino z molekularno in konvektivno difuzijo;

2. fizikalna adsorpcija oksidacijskih molekul;

3. interakcija adsorbiranega oksidanta s površinskimi ogljikovimi atomi in tvorba reakcijskih produktov;

4.desorpcija reakcijskih produktov v plinsko fazo.

zgorevanje ogljikov monoksid . Celotno reakcijo zgorevanja ogljikovega monoksida bomo zapisali CO + 0,5O 2 = CO 2, čeprav ima oksidacija ogljikovega monoksida bolj zapleten mehanizem. Glavne principe zgorevanja ogljikovega monoksida je mogoče pojasniti na podlagi mehanizma zgorevanja. vodika, vključno z reakcijo interakcije ogljikovega monoksida s hidroksidom, ki nastane v sistemu, in atomarnim kisikom, tj. To je večstopenjski postopek:

* OH + CO = CO 2 + H; O + CO = CO 2

Neposredna reakcija CO + O 2 -> CO 2 je malo verjetna, saj so za prave suhe mešanice CO in O 2 značilne izjemno nizke stopnje zgorevanja ali pa se sploh ne morejo vžgati.

Oksidacija protozojev ogljikovodik V.Metan gori, pri čemer nastaneta ogljikov dioksid in vodna para:

CH 4 + O 2 = CO 2 + 2H 2 O.

Toda ta proces pravzaprav vključuje celo vrsto reakcij, v katerih sodelujejo molekularni delci z visoko kemično aktivnostjo (atomi in prosti radikali): * CH 3, * H, * OH. Čeprav ti atomi in radikali v plamenu obstajajo kratek čas, zagotavljajo hitro porabo goriva. Pri zgorevanju zemeljskega plina nastanejo kompleksi ogljika, vodika in kisika ter kompleksi ogljika in kisika, pri katerih razpadu nastanejo CO, CO 2, H 2 O. Predvidoma lahko shemo zgorevanja metana zapišemo kot sledi:

CH 4 → C 2 H 4 → C 2 H 2 → produkti ogljika + O 2 →C x U y O z CO, CO 2, H 2 O.

Termična razgradnja, piroliza trdnih snovi

Ko se temperatura trdnega gorljivega materiala poveča, se kemične vezi prekinejo s tvorbo enostavnejših komponent (trdne, tekoče, plinaste). Ta proces se imenuje termično razgradnjo ali pirolizo . Termični razpad molekul organskih spojin poteka v plamenu, tj. pri povišanih temperaturah v bližini zgorevalne površine. Vzorci razgradnje niso odvisni samo od goriva, temveč tudi od temperature pirolize, hitrosti njenega spreminjanja, velikosti vzorca, njegove oblike, stopnje razkroja itd.

Oglejmo si postopek pirolize na primeru najpogostejšega trdnega gorljivega materiala- les

Les je zmes velikega števila snovi različnih struktur in lastnosti. Njegove glavne sestavine so hemiceluloza (25%), celuloza (50%), lignin (25%). Hemiceluloza sestoji iz mešanice pentazanov (C 5 H 8 O 4), heksazanov (C 6 H 10 O 5), poliuronidov. lignin Po naravi je aromatičen in vsebuje ogljikove hidrate, povezane z aromatičnimi obroči. V povprečju les vsebuje 50 % C, 6 % H, 44 % O. Je porozen material, katerega volumen por doseže 50- 75 % Najmanj toplotno obstojna sestavina lesa je hemiceluloza (220- 250 °C), najbolj toplotno odporna komponenta- lignin (njegovo intenzivno razgradnjo opazimo pri temperaturi 350- 450°C). Torej je razgradnja lesa sestavljena iz naslednjih procesov:

str

Temperatura, °C

Značilnosti procesa

do 120 - 150

sušenje, odstranitev fizično vezane vode

150 - 180

Razgradnja najmanj stabilnih komponent (lumininske kisline) s sproščanjem CO 2, H 2 O

250 - 300

piroliza lesa s sproščanjem CO, CH 4, H 2, CO 2, H 2 O itd.; nastala mešanica se lahko vname iz vira vžiga

350 - 450

Intenzivna piroliza s sproščanjem večine vnetljivih snovi (do 40% celotne mase); plinska mešanica je sestavljena iz 25 % H2 in 40 % nasičenih in nenasičenih ogljikovodikov; zagotovljena je maksimalna oskrba hlapnih komponent v območju plamena; proces na tej stopnji je eksotermičen; količina sproščene toplote doseže 5- 6 % nižje kalorične vrednosti Q ≈ 15000 kJ/kg

500 - 550

Hitrost termičnega razkroja se močno zmanjša; ustavi se sproščanje hlapnih komponent (konec pirolize); pri 600 °C se razvijanje plinastih produktov ustavi

Piroliza premoga in šote poteka podobno kot pri lesu. Vendar pa se sproščanje hlapnih snovi opazi pri drugih temperaturah. Premog je sestavljen iz trših, toplotno odpornih komponent, ki vsebujejo ogljik, njegova razgradnja pa poteka manj intenzivno in pri višjih temperaturah (slika 1).

Zgorevanje kovin

Glede na naravo gorenja delimo kovine v dve skupini: hlapne in nehlapne. Hlapne kovine imajo T pl.< 1000 K in T kip.< 1500 K . Sem spadajo alkalijske kovine (litij, natrij, kalij) in zemeljsko alkalijske kovine (magnezij, kalcij). Zgorevanje kovin poteka na naslednji način: 4 Li + O 2 = 2 Li2O . Nehlapne kovine imajo T pl. > 1000 K in T kip. > 2500 K.

Mehanizem zgorevanja v veliki meri določajo lastnosti kovinskega oksida. Temperatura hlapnih kovin je nižja od tališča njihovih oksidov. Poleg tega so slednje precej porozne tvorbe. Ko se vžigalna iskra prinese na površino kovine, ta izhlapi in oksidira.

Ko koncentracija hlapov doseže spodnjo mejo koncentracije vnetljivosti, se vname. Na površini se vzpostavi cona difuzijskega zgorevanja, velik delež toplote se prenese na kovino in se segreje do vrelišča.

Nastali hlapi, ki prosto difundirajo skozi porozni oksidni film, vstopijo v območje zgorevanja. Vrenje kovine povzroči občasno uničenje oksidnega filma, kar poveča gorenje. Produkti zgorevanja (kovinski oksidi) ne difundirajo le na kovinsko površino, kjer se tvori kovinsko oksidna skorja, temveč tudi v okolico, kjer kondenzirajo in tvorijo trdne delce v obliki belega dima. Tvorba gostega belega dima je vizualni znak gorenja hlapljivih kovin.

Pri nehlapnih kovinah z visokimi temperaturami faznega prehoda se pri gorenju na površini tvori zelo gost oksidni film, ki se dobro oprime kovinske površine. Zaradi tega se hitrost difuzije kovinskih hlapov skozi film močno zmanjša in veliki delci, na primer aluminij ali berilij, ne morejo goriti. Praviloma se požari takšnih kovin pojavijo, ko se vnesejo v obliki sekancev, prahu in aerosolov. Gorijo brez ustvarjanja gostega dima. Tvorba gostega oksidnega filma na površini kovine povzroči eksplozijo delca. Ta pojav, ki ga še posebej pogosto opazimo, ko se delci premikajo v visokotemperaturnem oksidacijskem okolju, je povezan s kopičenjem kovinskih hlapov pod oksidnim filmom, čemur sledi njegova nenadna eksplozija. To seveda vodi do ostrega povečanja izgorevanja.

Gorenje prahu

Prah - to je razpršen sistem, sestavljen iz plinastega razpršenega medija (zrak) in trdne faze (moka, sladkor, les, premog itd.).

Širjenje plamena skozi prah nastane zaradi segrevanja hladne mešanice s sevalnim tokom s čela plamena. Trdni delci, ki absorbirajo toploto iz sevalnega toka, se segrevajo in razgrajujejo, pri čemer se sproščajo vnetljivi produkti, ki z zrakom tvorijo vnetljive mešanice.

Aerosol, ki ima zelo majhne delce, ob vžigu hitro zagori na območju, ki ga prizadene vir vžiga. Vendar pa je debelina plamenske cone tako majhna, da je intenzivnost njenega sevanja nezadostna za razgradnjo delcev in stacionarnega širjenja plamena nad takimi delci ne pride.

Aerosol, ki vsebuje velike delce, tudi ni sposoben stacionarnega gorenja. Z večanjem velikosti delcev se specifična površina izmenjave toplote zmanjšuje in čas, potreben za segrevanje delcev na temperaturo razgradnje, se povečuje.

Če je čas nastanka vnetljive parno-zračne mešanice pred fronto plamena zaradi razgradnje delcev trdnega materiala daljši od časa obstoja fronte plamena, potem do gorenja ne bo prišlo.

Dejavniki, ki vplivajo na hitrost širjenja plamena skozi mešanice prahu in zraka:

1. koncentracija prahu (največja hitrost širjenja plamena se pojavi pri mešanicah, ki so nekoliko višje od stehiometrične sestave, na primer za šotni prah pri koncentraciji 1- 1,5 kg/m3);

2. vsebnost pepela (z večanjem vsebnosti pepela se zmanjša koncentracija vnetljive komponente in hitrost širjenja plamena);

Razvrstitev prahu glede na nevarnost eksplozije:

I razred - najbolj eksploziven prah (koncentracije do 15 g/m 3);

II razred - eksplozivno do 15-65 g/m 3

III razred - požarno najbolj nevaren > 65 g/m 3 T St ≤ 250°C;

IV razred - požarno nevarno > 65 g/m 3 T St > 250°C.

Brez kisika zgorevanje

Obstajajo številne snovi, ki se, ko se njihova temperatura dvigne nad določeno raven, kemično razgradijo, kar povzroči sijaj plina, ki ga je komaj mogoče razlikovati od plamena. Smodnik in nekateri sintetični materiali lahko gorijo brez zraka ali v nevtralnem okolju (čisti dušik).

Zgorevanje celuloze (povezava - C 6 H 7 O 2 (OH) 3 - ) lahko predstavimo kot notranjo redoks reakcijo v molekuli, ki vsebuje atome kisika, ki lahko reagirajo z ogljikom in vodikom celulozne enote.

Vpleten požar amonijev nitrat, se lahko vzdržuje brez dovoda kisika. Do teh požarov je verjetno, da pride do visoke vsebnosti amonijevega nitrata (približno 2000 ton) v prisotnosti organskih snovi, zlasti papirnatih vrečk ali embalažnih vrečk.

Primer je nesreča leta 1947. Ladja “Grandcamp»ustalil v pristanišču Texas City s tovorom približno 2800 ton amonijevega nitrata. Požar je izbruhnil v tovornem prostoru, v katerem je bil v papirnatih vrečah pakiran amonijev nitrat. Kapitan ladje se je odločil, da požara ne bo gasil z vodo, da ne bi pokvaril tovora, in je poskušal požar pogasiti tako, da je zakril lopute na palubi in spustil paro v tovorni prostor. Takšni ukrepi prispevajo k poslabšanju razmer, krepijo požar brez dostopa do zraka, saj se amonijev nitrat segreje. Zagorelo je ob 8. uri zjutraj, ob 9. Po 15 minutah je prišlo do eksplozije. Zaradi tega je umrlo več kot 200 ljudi, ki so se gnetli v pristanišču in opazovali požar, vključno s posadko ladje in posadko dveh štiričlanskih letal, ki sta krožila okoli ladje.

Naslednji dan ob 13.10 je eksplozija odjeknila tudi na drugi ladji za prevoz amonijevega nitrata in žvepla, ki je zagorela s prve ladje dan prej.

Marshall opisuje požar, ki je izbruhnil blizu Frankfurta leta 1961. Spontana toplotna razgradnja, ki jo je povzročil tekoči trak, je vžgala 8.. ton gnojila, od tega tretjino amonijevega nitrata, ostalo- inertne snovi, ki se uporabljajo kot gnojila. Požar je trajal 12 ur. Zaradi požara se je sprostila velika količina strupenih plinov, med katerimi je tudi dušik.

Vzorci izvedbe s/p2

KEMIJSKA TERMODINAMIKA. RAVNOTEŽJE. KINETIKA.

NALOGA 1. Toplota zgorevanja goriva.

Imamo mešanico plinskega goriva: 50% CH 4 + 50% C 4 H 10.

Skupna prostornina V=1000 l=1m 3.

1. Napišite kemijske enačbe za reakcije zgorevanja plinskih komponent dane mešanice goriva.

Reakcija zgorevanja metana:

CH 4 (g) + 2O 2 (g) ® CO 2 (g) + 2H 2 O (l)

Reakcija zgorevanja butana:

C 4 H 10 (g) + 13/2O 2 (g) ® 4СО 2 (g) + 5H 2 O (l).

Entalpija Δ r n 0 298 teh kemičnih reakcij je toplota zgorevanja plinskega goriva Δ n 0 sg.

2. Izračunajte, koliko toplote lahko pridobite s sežiganjem določene prostornine mešanice goriva dane sestave (volumenski %), pri pogojih, ki veljajo za normalne.

S pomočjo Hessovega zakona izračunamo zgorevalno toploto plinskega goriva Δ n 0 сг v standardnem stanju in 298 K z uporabo tabelaričnih podatkov (glej dodatek, tabelo) toplote tvorbe vseh snovi, ki sodelujejo v reakciji zgorevanja (Δ f n 0 298):

za metan

Δ n 0 сг СН4 = Δ r n 0 298 = Δ f n 0 CO2 + Δ f n 0 H2O - Δ f n 0 CH4 - 2Δ f n 0 O2 =

393,62 + 2. (-285,84) – (-74,78) - 0 = -802,28 kJ/mol.

za butan

Δ n 0 сг С4Н10 = Δ r n 0 298 = 4Δ f n 0 CO2 + 5Δ f n 0 H2O - Δ f n 0 С4Н10 - 13/2Δ f n 0 O2 =

4. (- 393,62) + 5 . (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol.

Specifična toplota zgorevanja Q T plinskega goriva:

Q T = - (Δ n sg. 1000/22,4), kJ/m 3,

kjer je 22,4 l/mol molska prostornina plina pri normalnih pogojih.

za metan

Q T, CH4 = - (-802,28. 1000 / 22,4) = 35816 kJ/m 3.

za butan

Q T, C4H10 = - (-2877,53.1000 / 22,4) = 128461 kJ/m 3.

Skupna količina toplote, pridobljene med zgorevanjem določene mešanice goriva, ob upoštevanju prostornine plinov:

Q = Q T, CH4 . V CH4 + Q T, С4Н10 . V С4Н10 =

35816. (1 . 0,5)+128461 . (1,0,5) = 82138,5 kJ.

3. Iz dane mešanice goriva izberite energijsko najučinkovitejše gorivo. Izračunajte specifično zgorevalno toploto tega goriva Q T , kJ/m 3 . Izračunajte najmanjšo prostornino tega goriva za pridobitev 100 MJ toplote.

Najbolj energetsko učinkovito gorivo v tej mešanici goriva je butan, specifična zgorevalna toplota Q T, C4H10 = 128461 kJ/m3.

Za pridobitev 100 MJ toplote je potrebno zgoreti:

V С4Н10 = Q/ Q T, C4H10 = 100000/128461 = 0,778 m 3 = 778 l.

NALOGA 2. Kemijska termodinamika.

1. Napišite termokemijske enačbe reakcij, katerih toplotni učinek je toplota tvorbe vseh reagentov dane kemijske reakcije.

Za kemično reakcijo

CO 2 (g) + C (k) « 2CO (g)

Snov C (k) je enostavna, stabilna pri 298 K in tlaku 100 kPa, njena tvorbena entalpija je D H 0 f , 298 , = 0.

Termokemijske enačbe reakcij, katerih toplotni učinek je toplota tvorbe reagentov dane kemijske reakcije CO 2 (g) in CO (g):

O 2 (g) + C (k) « CO 2 (g), D H 0 f , 298 = -393,51 kJ/mol,

(glej tabelo);

1/2 O 2 (g) + C (k) « CO (g) , D H 0 f , 298 = -110,5 kJ/mol,

(glej tabelo).

2. Izračunajte vrednosti entalpijeD r H 0 298 , entropijaD r S 0 298 . tabela k nalogi 1, 2) pri standardnem stanju (s.s.) vseh reagentov in temperaturi 298 K. Sklepajte o toplotnem učinku reakcije.

S tabelarnimi podatki (glej tabelo) zapišemo termodinamične funkcije stanja reagentov dane kemijske reakcije pri standardnem stanju in 298 K

Z uporabo Hessovega zakona izračunamo entalpijo Δ r n 0 298, entropija r S 0 298 in Gibbsovo energijo Δ r G 0 298 kemična reakcija pri standardnem stanju in 298 K:

Δ r n 0 298 = 2Δ f n 0 298 COg - Δ f n 0 298 Sk - Δ f n 0 298 CO2g =

2(-110,5) – 0 – (-393,5) = 172,5 kJ.

Δ r n 0 298 >0 - reakcija je endotermna in poteka z absorpcijo toplote.

r S 0 298 = 2 S 0 f , 298.СО(g) - S 0 f , 298,С(к) - S 0 f , 298.СО2(g) = 2(197,54) – 5,74 – 213,68 =

175,66 J/K.

r S 0 298 >0 – sistem je postal bolj neurejen zaradi nastajanja dodatne količine plina.

3. Izračunajte vrednost Gibbsove energijeD r G 0 298 dano kemično reakcijo (klavzula 1. tabela k nalogi 1, 2) pri standardnem stanju (s.s.) vseh reagentov in temperaturi 298 K. Ugotovite, v katero smer bo ta reakcija spontano potekala pri standardnem stanju vseh reagentov in temperaturi 298 K.

Δ r G 0 298 = 2Δ f G 0 298 COg - Δ f G 0 298 Sk - Δ f G 0 298 CO2g =

2(-137,14) – 0 – (-394,38) = 120,15 kJ.

Δ r G 0 298 >0 – spontana reakcija v smeri naprej pri standardnem stanju in 298 K ni mogoča. Reakcija poteka v nasprotni smeri.

4. Določite temperaturno območje, pri katerem je možen spontani pojav neposredne reakcije v standardnem stanju vseh reagentov, ne da bi upoštevali odvisnost D r H 0 inD r S 0 na temperaturo. Narišite Gibbsovo energijo reakcije kot funkcijo temperature.D r G 0 = f (T ).

Možnost spontane reakcije v standardnem stanju je določena z neenakostjo r G 0 T < 0.

Tisti. , Če

r G 0 T = ∆ r H 0 298 +∆ r z 0 str dT- Tr S 0 298 - T r z 0 str / T)dT < 0

r G 0 T ≈ ∆ r H 0 298 - Tr S 0 298 < 0

r G 0 T = (172,5 – T . 175,66 . 10 -3) < 0 , отсюда T> 982 K.

Graf odvisnosti D r G 0 = f (T):

r G 0 T

298 982 2300 T

Ob upoštevanju temperaturnih območij obstoja reagentov je temperaturno območje za spontani potek reakcije v standardnem stanju 982< T< 2300 К.

5. Izračunajte vrednost Gibbsove energijeD r G 298 kemijska reakcija pri danih vrednostih parcialnih tlakov plina (točka 2. tabela k nalogam 1, 2) in temperaturo 298 K. Ugotovite, ali se smer procesa pri 298 K spremeni, ko se spremenijo parcialni tlaki plinov v primerjavi s standardnim stanjem.

Izračun Gibbsove energije kemijske reakcije pri kateri koli temperaturi in katerem koli relativnem parcialnem tlaku plinov se izvede z uporabo Van't Hoffove izotermne enačbe:

Δ r G T = r G 0 T + RT ln .

Izračunajmo Δ r G 298 pri 298 K in tlaku plina: R CO = 2. 10 3 Pa,

R CO2 = 8. 10 5 Pa.

Relativni parcialni tlaki plinov:

CO = 2. 10 3 Pa/10 5 Pa = 0,02; CO2 = 8. 10 5 Pa/10 5 Pa = 8.

Δ r G 298 = Δ r G 0 298 + RTln(R 2 CO / R CO2) = 120,15 +8,31. 10 -3. 298. ln(0,02/8) =

Δ r G 298 >0 – spontana reakcija v smeri naprej pri danih parcialnih tlakih plina in 298 K ni mogoča. Reakcija poteka v nasprotni smeri.

6. Ugotovite, kako (teoretično) spremeniti parcialni tlak katerega koli od izvornih plinov (R A ozR IN) za spremembo smeri procesa v primerjavi s standardnim stanjem pri 298 K in standardnim parcialnim tlakom vseh drugih komponent kemijske reakcije.

Pri standardnem stanju in 298 K lahko pride do reakcije spontano v nasprotni smeri, ker Δ r G 0 298 >0.

Če želite spremeniti smer procesa v primerjavi s standardnim stanjem pri 298 K, lahko spremenite parcialni tlak CO 2 (stanje vseh ostalih komponent je standardno). Pogoj za spontano reakcijo v smeri naprej je Δ r G 298 < 0.

Glede na Van't Hoffovo izotermno enačbo:

Δ r G T = r G 0 T + RT ln < 0

Δ r G 298 = 120,15 + 8,31. 10 -3. 298 ln < 0

Reševanje neenačbe ln < - 48,5и получаем: < 10 -21 .

torej R CO< R CO2 ≈ 10 5-krat.

Tako spremeniti smer procesa v primerjavi s standardnim stanjem pri 298 K in tlaku R CO = 10 5 Pa, morate parcialni tlak CO 2 povečati za 10 5-krat, tj. parcialni tlak CO 2 mora biti: R CO2 > 10 25 Pa.

Pri tem tlaku CO 2 lahko določena kemična reakcija spontano poteka v smeri naprej pri 298 K.

NALOGA 2. Kemijsko ravnotežje.

Za kemično reakcijo

CO 2 (g) + C (k) « 2CO (g)

1. Izračunajte Gibbsovo energijoD r G 0 T in konstanta ravnotežjaTO R te reakcije pri standardnem stanju in temperaturah 298 K, 500 K, 800 K, 1000 K, ob upoštevanju odvisnostiD r H 0 T inD r S 0 T na temperaturo pri stalni specifični toplotni kapaciteti snoviz R = konst . Narišite graf odvisnosti

TO R = f (T ).

Izračunajmo spremembo toplotne kapacitete sistema (∆ r c 0 R= konst):

r z 0 R = 2z 0 R 298COg – z 0 R 298Sk – z 0 R 298CO2g =

2. (29,14)–8,54–37,41 =12,33 J/K.

Izračunajmo Gibbsovo energijo kemijske reakcije pri standardnem stanju in danih temperaturah 298 K, 500 K, 800 K, 1000 K, pri čemer upoštevamo odvisnost ∆ r H 0 T in ∆ r S 0 T na temperaturo, ob upoštevanju konstantne specifične toplotne kapacitete snovi z R , po formuli:

r G 0 T = ∆ r H 0 T - T . r S 0 T = r G 0 298 + r z 0 R (T - 298) T . ∆ r z 0 R ln(T / 298).

r G 0 298 =120,15 kJ;

r G 0 500 =120,15+12,33. 10 -3. (500-298) - 500. 12.33. 10 -3. ln(500/298)=

r G 0 800 =120,15+12,33. 10 -3. (800-298) - 800. 12.33. 10 -3. ln(800/298)=

r G 0 1000 =120,15+12,33. 10 -3. (1000-298) - 1000. 12.33. 10 -3. ln(1000/298) =

Termodinamični pogoj za kemijsko ravnovesje: r G T = 0.

Gibbsova energija kemijske reakcije v standardnem stanju

r G 0 T povezana s konstanto ravnovesja TO R po razmerju:

r G 0 T = - RT ln TO R

Po izračunu vrednosti r G 0 T reakcijo, izračunajte konstanto ravnotežja TO R po formuli:

K str= exp(- ∆G 0 T /RT) ,

Kje R=8,31 ​​J/mol. K je univerzalna plinska konstanta.

K p, 298 = exp(- ∆G 0 T , 298 / R. 298) = exp(-120,15/8,31 . 10 -3. 298) = 8 . 10 -22;

K p, 500 = exp(- ∆G 0 T , 500 / R. 500) = exp(-84,67/8,31 . 10 -3, 500) = 1,4 . 10 -9 ;

K p, 800 = exp(- ∆G 0 T , 800 / R. 800) = exp(-31,97/8,31 .10 -3,800) = 8,1 . 10 -3;

K p, 1000 = exp(- ∆G 0 T , 1000 / R. 1000) = exp(3,16/8,31. 10 -3. 1000) = 1,46.

Z naraščanjem temperature se konstanta ravnotežja povečuje, kar je razloženo z endotermnim toplotnim učinkom te reakcije.

(Δ r n 0 T >0).

2. Izberite katero koli temperaturo iz območja spontane reakcije v smeri naprej. Pri tej temperaturi izračunajte ravnotežne koncentracije plinastih reagentov, če so bile njihove začetne koncentracije enake (glej odstavek 3, tabela za naloge 1, 2).

pri T=1000 K reakcija poteka spontano v smeri naprej, ker r G 0 1000 = - 3,16 kJ<0, K str , 1000 = 1,46.

Izberimo temperaturo T=1000 za izračun ravnotežnih koncentracij plinastih reagentov, če sta bili začetni koncentraciji plinastih reagentov CO 2 in CO enaki: z CO2 = 0,5 mol/l, z CO =0.

Izrazi za ravnotežne konstante, izražene kot relativni ravnotežni parcialni tlaki plinov ( R enako ) in ravnotežne koncentracije ( z enako):

TO R =
; TO z =

K str in K z povezana z enačbo plinskega stanja:

K z, 1000 =
=
= 0,018

Kje R=0,082 l. atm/mol. K je univerzalna plinska konstanta;

∆ν = 2-1= 1 (sprememba števila molov plinastih snovi med reakcijo).

Tabela materialne bilance:

Ravnotežne koncentracije plinastih reagentov nadomestimo v izraz za K z in rešite algebraično enačbo za X:

TO z =
= 0,018 , X= 0,0387 mol/l

Z CO enako = 2. 0,0387 = 0,0774 mol/l

Z CO2equal = 0,5 - 0,0387 = 0,4613 mol/l.

Ravnovesje– (iz francoskega ravnovesja – dobesedno »tehtnice«) – kvantitativni izraz udeležencev v katerem koli procesu, ki se morajo uravnotežiti. Z drugimi besedami, ravnotežje je ravnotežje, uravnoteženje. Procesi zgorevanja v požaru se podrejajo temeljnim naravnim zakonom, zlasti zakonom o ohranjanju mase in energije.

Za reševanje številnih praktičnih problemov, kot tudi za izvedbo požarno-tehničnih izračunov, je potrebno poznati količino zraka, potrebnega za zgorevanje, ter količino in sestavo produktov zgorevanja. Ti podatki so potrebni za izračun temperature zgorevanja snovi, eksplozivnega tlaka, presežnega eksplozivnega tlaka, flegmatizirajoče koncentracije flegmatizatorja in površine struktur, ki se zlahka odvržejo.

Metoda za izračun materialne bilance procesov zgorevanja je določena s sestavo in agregatnim stanjem snovi. Izračun ima svoje značilnosti za posamezne kemične spojine, za mešanico plinov in za snovi kompleksne elementarne sestave.

Posamezne kemične spojine- To so snovi, katerih sestavo lahko izrazimo s kemijsko formulo. Proces zgorevanja se v tem primeru izračuna z uporabo enačbe reakcije zgorevanja.

Pri sestavljanju enačbe reakcije zgorevanja je treba upoštevati, da je v požarno-tehničnih izračunih običajno vse količine nanašati na 1 mol vnetljive snovi. To zlasti pomeni, da je v enačbi reakcije gorenja pred gorljivo snovjo vedno koeficient je enako 1.

Sestava produktov zgorevanja je odvisna od sestave izhodne snovi.

Elementi, ki tvorijo vnetljivo snov

Produkti zgorevanja

Ogljik Z

Ogljikov dioksid CO 2

vodik n

voda n 2 O

Žveplo S

Žveplov(IV) oksid SO 2

Dušik n

Molekularni dušik n 2

fosfor R

Fosforjev(V) oksid R 2 O 5

Halogeni F, Cl, Br, I

Vodikovi halogenidi HCl, HF, HBr, HI

Zgorevanje propana v kisiku

    Zabeležimo reakcijo zgorevanja:

Z 3 n 8 + O 2 = CO 2 + N 2 O

2. V molekuli propana so 3 atomi ogljika, iz katerih nastanejo 3 molekule ogljikovega dioksida.

Z 3 n 8 + O 2 = 3СО 2 + N 2 O

3. V molekuli propana je 8 vodikovih atomov, od katerih nastanejo 4 molekule vode:

Z 3 n 8 + O 2 = 3СО 2 + 4H 2 O

4. Preštejte število atomov kisika na desni strani enačbe

5. Na levi strani enačbe mora biti tudi 10 atomov kisika. Molekula kisika je sestavljena iz dveh atomov, zato je treba pred kisik postaviti koeficient 5.

Z 3 n 8 + 5О 2 = 3СО 2 + 4H 2 O

Koeficienti v reakcijski enačbi se imenujejo stehiometrični koeficienti in pokažejo, koliko molov (kmol) snovi je sodelovalo pri reakciji oziroma je nastalo kot posledica reakcije.

Stehiometrični koeficient, ki označuje število molov kisika, potrebnih za popolno zgorevanje snovi, je označen s črko .

V prvi reakciji = 5.

Zgorevanje glicerola v kisiku

1. Zapišite enačbo reakcije zgorevanja.

Z 3 n 8 O 3 + O 2 = CO 2 + N 2 O

2. Izenačite ogljik in vodik:

Z 3 n 8 O 3 + O 2 = 3СО 2 + 4H 2 O.

3. Na desni strani enačbe je 10 atomov kisika.

Gorljiva snov vsebuje 3 atome kisika, zato je 10 – 3 = 7 atomov kisika prešlo iz kisika v produkte zgorevanja.

Tako je treba pred kisikom postaviti koeficient 7: 2 = 3,5

Z 3 n 8 O 3 +3,5О 2 = 3СО 2 + 4H 2 O.

V tej reakciji = 3,5.

Zgorevanje amoniaka v kisiku

Amoniak je sestavljen iz vodika in dušika, zato bodo produkti zgorevanja vsebovali vodo in molekularni dušik.

N.H. 3 + 0,75 O 2 = 1,5 H 2 O + 0,5 n 2 = 0,75.

Upoštevajte, da ima vnetljiva snov koeficient 1, vsi drugi koeficienti v enačbi pa so lahko delna števila.

Zgorevanje ogljikovega disulfida v kisiku

Produkti zgorevanja ogljikovega disulfida C.S. 2 bosta ogljikov dioksid in žveplov oksid (IV).

C.S. 2 + 3 O 2 = CO 2 + 2 SO 2 = 3.

Najpogosteje v požarnih razmerah do zgorevanja ne pride v okolju čistega kisika, temveč v zraku. Zrak je sestavljen iz dušika (78 %), kisika (21 %), dušikovih oksidov, ogljikovega dioksida, inertnih in drugih plinov (1 %). Za izračune se predpostavlja, da zrak vsebuje 79 % dušika in 21 % kisika. Tako je za eno prostornino kisika 3,76 prostornine dušika (79:21 = 3,76).

V skladu z Avogadrovim zakonom bo razmerje molov teh plinov 1: 3,76. Tako lahko to zapišemo molekularna sestava zraka (O 2 + 3,76 n 2 ).

Sestava reakcij zgorevanja snovi v zraku je podobna sestavi reakcij zgorevanja v kisiku. Edina posebnost je, da zračni dušik pri temperaturi zgorevanja pod 2000 0 C ne vstopi v reakcijo zgorevanja in se sprosti iz območja zgorevanja skupaj s produkti zgorevanja.

Zgorevanje vodika v zraku

n 2 + 0,5 (O 2 + 3,76 n 2 ) = N 2 O + 0,53,76 n 2 = 0,5.

Upoštevajte, da je treba stehiometrični koeficient pred kisikom, 0,5, prav tako postaviti na desno stran enačbe pred dušik.

Goreči propanol v zraku

Z 3 n 7 OH + 4,5 (O 2 + 3,76 n 2 ) =3СО 2 + 4H 2 O +4,53,76 n 2

Gorivo vsebuje kisik, zato je izračun koeficienta izvedemo na naslednji način: 10 – 1 = 9; 9:2 = 4,5.

Anilin, ki gori na zraku

Z 6 n 5 nn 2 + 7,75 (O 2 + 3,76 n 2 ) =6СО 2 + 3,5N 2 O + 0,5n 2 +7,75 3,76 n 2

V tej enačbi se dušik pojavi dvakrat na desni strani enačbe: dušik iz zraka in dušik iz gorljive snovi.

Gorenje ogljikovega monoksida v zraku

CO + 0,5 (O 2 + 3,76 n 2 ) =CO 2 + 0,5 3,76 n 2

Zgorevanje klorometana na zraku

CH 3 Zl+ 1,5 (O 2 + 3,76 n 2 ) =CO 2 + NSl+ N 2 O +1,53,76 n 2

Zgorevanje dietiltioetra na zraku

(Z 2 n 5 ) 2 S+ 7,5 (O 2 + 3,76 n 2 ) =4СО 2 + 5H 2 O +SO 2 + 7,5 3,76 n 2

Zgorevanje dimetilfosfata na zraku

(SN 3 ) 2 HP O 4 + 3(O 2 + 3,76 n 2 ) =2СО 2 + 3,5N 2 O + 0,5P 2 O 5 + 3 3,76 n 2

Pri procesih zgorevanja sta izhodni snovi gorljiva snov in oksidant, končne snovi pa produkti zgorevanja.

1. Zapišimo enačbo za reakcijo gorenja benzojske kisline.

Z 6 n 5 COOH + 7,5 (O 2 + 3,76 n 2 ) =7СО 2 + 3H 2 O +7,53,76 n 2

2. Vhodne snovi: 1 mol benzojske kisline;

7,5 mola kisika;

7,53,76 molov dušika.

Zračnih plinov je le 7,54,76 molov.

Skupno (1 + 7,54,76) molov izhodnih snovi.

3. Produkti zgorevanja: 7 molov ogljikovega dioksida;

3 mol vode;

7,53,76 molov dušika.

Skupaj (7 + 3 + 7,53,76) molov produktov zgorevanja.

Podobna razmerja veljajo, ko sežge 1 kilomol benzojske kisline.

Mešanice kompleksnih kemičnih spojin ali snovi kompleksne elementarne sestave ni mogoče izraziti s kemijsko formulo; njihova sestava je najpogosteje izražena v odstotkih posameznega elementa. Med take snovi spadajo na primer nafta in naftni derivati, les in številne druge organske snovi.

zgorevanje (reakcija)

(a. zgorevanje, gorenje; n. Brennen, Verbrennung; f. zgorevanje; in. zgorevanje) je hitro potekajoča oksidacijska reakcija, ki jo spremlja sproščanje sredstva. količina toplote; običajno spremlja svetel sij (plamen). V večini primerov plin deluje kot oksidant pri hidrolizi, vendar so hidrolizni procesi možni tudi pri reakcijah drugih vrst (hidrogeniranje kovin v dušiku, v halogenih). V fizičnem kemija vključuje vse eksotermne pline. kem. procesov, v katerih bitja. Vlogo ima samopospešitev reakcije, ki jo povzroči zvišanje temperature (toplotni mehanizem) ali kopičenje aktivnih delcev (difuzijski mehanizem).
Značilnost požara je prisotnost prostorsko omejenega območja visoke temperature (plamena), v katerem se pojavi glavni požar. del kemikalije pretvorbo izhodnih snovi v produkte zgorevanja in sproščanje b.h. toplota. Pojav plamena je posledica vžiga, ki zahteva porabo določene količine energije, vendar se širjenje plamena skozi sistem, ki je sposoben gorenja, pojavi spontano, s hitrostjo, odvisno od kemične sestave. lastnosti sistema, fizikalne in plinska dinamika procesov. Tehnično pomembne lastnosti plina: kurilna vrednost gorljive mešanice in teoretična. (adiabatni) temperaturi bi dosegli rob s popolnim zgorevanjem goriva brez toplotnih izgub.
Iz celotne raznolikosti hidroliznih procesov običajno ločimo glede na agregatno stanje goriva in oksidanta na homogeno hidrolizo predmešanih plinov in parnih goriv v plinastih oksidantih, heterogeno hidrolizo (trdna in tekoča goriva v plinastih oksidantih), in hidroliza eksplozivov in smodnikov (ki poteka brez izmenjave mase).
Najenostavnejši so homogeni plini mešanih plinov. Hitrost širjenja laminarnega plamena skozi tak sistem je fizikalno-kemična. konstanta mešanice, odvisna od sestave mešanice, tlaka, temperature in mol. toplotna prevodnost.
Heterogena heterogenost je najbolj razširjen proces v naravi in ​​tehnologiji. Njegovo hitrost določa fizična lastnosti sistema in specifični pogoji zgorevanja. Pri tekočih gorivih je velik pomen hitrost izhlapevanja, pri trdnih gorivih pa stopnja uplinjanja. Tako lahko v premogovništvu ločimo dve stopnji. V prvem (pod pogojem počasnega segrevanja) se sproščajo hlapne sestavine premoga, v drugem pa ostanek koksa izgoreva.
Širjenje plamena skozi plin vodi do pojava gibanja plina. oddaljenost od fronte plamena. Če je širina reakcijskega območja majhna, potem lahko plamen predstavljamo kot plinsko dinamičen. razpoka, ki se premika skozi plin s podzvočno hitrostjo. To je mogoče ne samo v primeru homogene zmesi, ampak tudi za precej fino dispergirane tekoče in trdne gorljive snovi, suspendirane v oksidatorju. Ker komponenta hitrosti plamena, ki je normalna na njegovo čelo, ni odvisna od hitrosti samega plina, se pri mirujočem plinu v toku gibajočega se plina vzpostavi povsem določena oblika plamena. G. v takšnih razmerah zagotavlja ustrezna izvedba kurilnih naprav.
Gibanje plina, ki ga povzroči pojav plamena, je lahko laminarno ali turbulentno. Turbulizacija toka praviloma vodi do močnega pospeška zgorevanja in pojava akustičnega hrupa. motnje v toku, ki na koncu privedejo do pojava sunka, ki sproži detonacijo plinske mešanice. Možnost prehoda plina v detonacijo je poleg lastnosti samega plina določena z velikostjo in geometrijo sistema.
V tehnologiji se uporabljajo predvsem postopki s kurilnim plinom. Naloga zgorevanja goriva je zmanjšana na doseganje maks. sproščanje toplote (učinkovitost zgorevanja) v določenem časovnem obdobju. V kovačnici Pravzaprav metode za razvoj p.i. temeljijo na uporabi G. procesa. ( cm. zgorevanje na kraju samem). V določenih rudarskih in geoloških pogoji, ki se spontano pojavijo G. ( cm. Samovžig premoga, samovžig šote) lahko povzroči endogene požare. L. G. Bolhovitinov.


Planinska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. Uredil E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .

Oglejte si, kaj je "zgorevanje (reakcija)" v drugih slovarjih:

    zgorevanje- 3.3 zgorevanje: eksotermna oksidacijska reakcija snovi, ki jo spremlja vsaj eden od treh dejavnikov: plamen, žarenje ali dim. Vir: GOST R 50588 2012: Sredstva za penjenje za gašenje požarov. Splošno tehnično..... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

    Tekme... Wikipedia

    Kompleksna kemija reakcija, ki poteka v pogojih progresivnega samopospeševanja, povezanega z akumulacijo toplote ali katalizirajočih reakcijskih produktov v sistemu. Z G. je mogoče doseči visoke temperature (do nekaj tisoč K) in se pogosto zgodi ... ... Fizična enciklopedija

    Jedrski procesi Radioaktivni razpad Alfa razpad Beta razpad Klasterski razpad Dvojni beta razpad Zajem elektronov Dvojni zajem elektronov Gama sevanje Notranja pretvorba Izomerni prehod Razpad nevtronov Razpad pozitronov ... ... Wikipedia

    Fizikalni in kemični proces, pri katerem pretvorbo snovi spremlja intenzivno sproščanje energije ter prenos toplote in mase z okoljem. se lahko začne spontano kot posledica samovžiga ali pa ga sproži ... ... Slovar izrednih razmer

    zgorevanje- Eksotermna oksidacijska reakcija snovi, ki jo spremlja vsaj eden od treh dejavnikov: plamen, žarenje ali dim. [ST SEV 383 87] zgorevanje Eksotermna reakcija, ki se pojavi v pogojih njegovega progresivnega samopospeševanja.... ... Priročnik za tehnične prevajalce

    Fizikalno-kemijski proces, pri katerem pretvorbo snovi spremlja intenzivno sproščanje energije ter izmenjava toplote in mase z okoljem. Gorenje se lahko začne spontano kot posledica samovžiga ali pa se sproži ... ... Veliki enciklopedični slovar

    - (francosko in angleško combustion, nem. Verbrennung; chemical). Običajno imenujemo G. takšne primere interakcije s kisikom v zraku katerega koli telesa, ki jih spremlja znatno sproščanje toplote in včasih svetlobe. V bolj splošnem smislu lahko ... Enciklopedija Brockhausa in Efrona

    zgorevanje- eksotermna reakcija oksidacije vnetljive snovi, ki jo običajno spremljata vidno elektromagnetno sevanje in sproščanje dima. G. temelji na interakciji vnetljive snovi z oksidantom, najpogosteje atmosferskim kisikom. Razlikovati...... Ruska enciklopedija varstva dela

    ZGOREVANJE- kompleksen, hitro tekoč kemijski proces. transformacija, ki jo spremlja sproščanje toplote in svetlobe. V ožjem smislu je plin reakcija spojine snovi s kisikom, lahko pa plin nastane tudi brez kisika, npr. vodik, antimon in druge kovine gorijo v kloru in... ... Velika politehnična enciklopedija

zgorevanje

zgorevanje- zapleten fizikalno-kemijski proces pretvorbe sestavin gorljive mešanice v produkte zgorevanja s sproščanjem toplotnega sevanja, svetlobe in sevalne energije. Naravo zgorevanja lahko opišemo kot hitro potekajočo oksidacijo.

Podzvočno zgorevanje (deflagracija) se za razliko od eksplozije in detonacije pojavi pri nizkih hitrostih in ni povezano s tvorbo udarnega vala. Podzvočno zgorevanje vključuje normalno laminarno in turbulentno širjenje plamena, nadzvočno zgorevanje pa vključuje detonacijo.

Zgorevanje delimo na termični in veriga. V jedru termični Gorenje je kemična reakcija, ki lahko poteka s postopnim samopospeševanjem zaradi kopičenja sproščene toplote. Veriga do zgorevanja pride v primerih nekaterih plinskofaznih reakcij pri nizkih tlakih.

Za vse reakcije z dovolj velikimi toplotnimi učinki in aktivacijskimi energijami je mogoče zagotoviti pogoje za toplotno samopospeševanje.
Gorenje se lahko začne spontano kot posledica samovžiga ali pa se sproži z vžigom. Pri določenih zunanjih pogojih lahko pride do neprekinjenega gorenja stacionarni način, ko se glavne značilnosti procesa - hitrost reakcije, moč sproščanja toplote, temperatura in sestava produktov - skozi čas ne spreminjajo, oz. periodični način ko te značilnosti nihajo okoli svojih povprečnih vrednosti. Zaradi močne nelinearne odvisnosti hitrosti reakcije od temperature je zgorevanje zelo občutljivo na zunanje pogoje. Ta ista lastnost zgorevanja določa obstoj več stacionarnih načinov pod enakimi pogoji (učinek histereze).

Proces zgorevanja je razdeljen na več vrst: blisk, zgorevanje, vžig, samovžig, samovžig, eksplozija in detonacija. Poleg tega obstajajo posebne vrste zgorevanja: zgorevanje s tlenjem in zgorevanje s hladnim plamenom. Blisk je proces trenutnega zgorevanja hlapov vnetljivih in gorljivih tekočin, ki ga povzroči neposredna izpostavljenost viru vžiga. Gorenje je pojav zgorevanja, ki nastane pod vplivom vira vžiga. Vžig je požar, ki ga spremlja pojav plamena. Hkrati ostane preostala masa gorljive snovi relativno hladna. Spontano zgorevanje je pojav močnega povečanja hitrosti eksotermnih reakcij v snovi, ki vodijo do zgorevanja v odsotnosti vira vžiga. Samovžig je samovžig, ki ga spremlja pojav plamena. V industrijskih pogojih se lahko žagovina in naoljene krpe spontano vnamejo. Bencin in kerozin se lahko spontano vnameta. Eksplozija je hitra kemična transformacija snovi (eksplozivno zgorevanje), ki jo spremlja sproščanje energije in nastajanje stisnjenih plinov, ki lahko povzročijo mehansko delo.

Brezplamensko gorenje

Za razliko od običajnega zgorevanja, ko opazimo cone oksidacijskega plamena in redukcijskega plamena, je mogoče ustvariti pogoje za brezplamensko zgorevanje. Primer je katalitična oksidacija organskih snovi na površini ustreznega katalizatorja, kot je oksidacija etanola na platinasto črno.

Zgorevanje v trdni fazi

To so avtovalovni eksotermni procesi v mešanicah anorganskih in organskih praškov, ki jih ne spremlja opazno nastajanje plina in vodijo do proizvodnje izključno kondenziranih produktov. Plinske in tekoče faze nastanejo kot vmesne snovi, ki zagotavljajo prenos mase, vendar ne zapustijo gorečega sistema. Znani so primeri reagirajočih praškov, pri katerih tvorba takih faz ni dokazana (tantal-ogljik).

Trivialna izraza "zgorevanje brez plina" in "zgorevanje s trdnim plamenom" se uporabljata kot sinonima.

Primer takšnih procesov je SHS (samoširejoča se visokotemperaturna sinteza) v anorganskih in organskih mešanicah.

Tlenje

Vrsta zgorevanja, pri kateri se plamen ne tvori in se območje zgorevanja počasi širi po materialu. Tljenje se običajno pojavi v poroznih ali vlaknastih materialih, ki imajo visoko vsebnost zraka ali so prepojeni z oksidacijskimi sredstvi.

Avtogeno zgorevanje

Samozadostno zgorevanje. Izraz se uporablja v tehnologijah sežiganja odpadkov. Možnost avtogenega (samovzdrževalnega) zgorevanja odpadkov je določena z največjo vsebnostjo balastnih sestavin: vlage in pepela. Na podlagi dolgoletnih raziskav je švedski znanstvenik Tanner predlagal uporabo trikotnega diagrama z mejnimi vrednostmi za določitev meja avtogenega zgorevanja: več kot 25% gorljivega, manj kot 50% vlage, manj kot 60% pepela.

Poglej tudi

Opombe

Povezave


Fundacija Wikimedia. 2010.

Sopomenke:

Oglejte si, kaj je "izgorevanje" v drugih slovarjih:

    Fizikalno-kemijski proces, pri katerem pretvorbo snovi spremlja intenzivno sproščanje energije ter izmenjava toplote in mase z okoljem. Gorenje se lahko začne spontano kot posledica samovžiga ali pa se sproži ... ... Veliki enciklopedični slovar

    GOREČ, goreč, mnogo. ne, prim. (knjiga). Delovanje in stanje po pogl. opeklina. Gorenje plina. Duševno izgorevanje. Ushakovov razlagalni slovar. D.N. Ushakov. 1935 1940 … Razlagalni slovar Ušakova

    Sijaj, igra, navdušenje, sijaj, igra, vzlet, vznesenost, vzneseni duh, iskrica, iskrica, obsedenost, ogenj, strast, lesketanje, navdih, iskrica, navdih, strast, žar, fascinacija, izgorevanje, vzpon Slovar... . .. Slovar sinonimov

    zgorevanje- GORENJE, kemijska pretvorba, ki jo spremlja intenzivno sproščanje toplote ter prenos toplote in mase z okoljem. Lahko se začne spontano (samovžig) ali kot posledica vžiga. Značilna lastnost zgorevanja je sposobnost ... ... Ilustrirani enciklopedični slovar

    Kompleksna kemija reakcija, ki poteka v pogojih progresivnega samopospeševanja, povezanega z akumulacijo toplote ali katalizirajočih reakcijskih produktov v sistemu. Z G. je mogoče doseči visoke temperature (do nekaj tisoč K) in se pogosto zgodi ... ... Fizična enciklopedija

    Fizikalni in kemični proces, pri katerem pretvorbo snovi spremlja intenzivno sproščanje energije ter prenos toplote in mase z okoljem. se lahko začne spontano kot posledica samovžiga ali pa ga sproži ... ... Slovar izrednih razmer



Vam je bil članek všeč? Delite s prijatelji!