Brzina izgaranja tvari i materijala u kisiku (tekućem i plinovitom) je 10-100 puta veća nego u zraku. Osobito su visoke brzine izgaranja organskih spojeva. 

Ugljični monoksid se u prirodi nalazi samo u plinovima iz vulkana, rudnika i močvara. U industriji se ugljikov monoksid proizvodi suhom destilacijom, kao i rasplinjavanjem ugljena. Osim toga, nastaje izgaranjem organskih spojeva u uvjetima nedostatka kisika. Na primjer, potpunim izgaranjem metana nastaje ugljikov dioksid 

Približna postojanost Tal, co objašnjava se na sljedeći način. Kao što je gore navedeno, izgaranje organskih spojeva u zraku odvija se u dvije faze. Istovremeno, ograničavam 

Sastav produkata izgaranja ovisi o sastavu tvari koja gori, uvjetima u kojima se odvija izgaranje, a uglavnom o potpunosti izgaranja. Produkti izgaranja mogu sadržavati mnoge anorganske tvari (ugljik, dušik, vodik, sumpor, fosfor itd.) i njihove okside, kao i alkohole, ketone, aldehide i druge organske spojeve. Dim koji nastaje tijekom procesa izgaranja sastoji se od sitnih čvrstih čestica veličine od 0,01 do 

Pri umjerenim temperaturama izgaranja - obično do 2000-2200 ° K za 1 at (abs) - ravnotežni sastav proizvoda adijabatske reakcije mnogih sustava koji se sastoje od ugljika, vodika, kisika i dušika određuje se s dobrom točnošću jednostavnim stehiometrijskim odnosima. Takvi sustavi, nastali izgaranjem mješavina različitih organskih spojeva s kisikom, najčešća su vrsta produkata izgaranja. U slučaju ekscesa 

Specifični učinak inhibicijskih aditiva je ograničen. Najučinkovitiji su derivati ​​zasićenih ugljikovodika, u kojima je većina atoma vodika zamijenjena atomima halogena. Halogeni derivati ​​organskih spojeva koji mogu oksidirati ometaju izgaranje i smanjuju normalnu brzinu plamena, očito samo za smjese s viškom goriva. Dodavanje takvih proizvoda u siromašne smjese može povećati brzinu plamena zbog povećanja kalorijskog sadržaja smjese. 

Zaključujući pregled studija u teoriji izgaranja heterogenih sustava posvećenih utvrđivanju uloge zračenja, napominjemo sljedeće. U literaturi postoje eksperimentalni dokazi o postojanju mehanizma zračenja za paljenje aerosola nekih metala i spojeva koji sadrže ugljik zračenjem iz gorućih aerosola cirkonija i titana. Za niz visokomolekularnih organskih spojeva, uključujući polimere, može se uočiti stvaranje koksnog ostatka tijekom rasplinjavanja tvari pod utjecajem vanjskog zračenja. Nastali spojevi s visokim udjelom ugljika mogu, u načelu, postati žarišta paljenja u svježem aerosolu. Procjene, međutim, pokazuju da se u praktičnoj provedbi sheme zagrijavanja produkata izgaranja - čestica svježe smjese -> - rasplinjavanje uz stvaranje koksa -> samozapaljenja hlapljivih tvari događa s vrlo širokim frontama plamena (promjer kanala je nekoliko metara). ), kada je već potrebno uzeti u obzir plinodinamičke učinke . Ipak, energetska bilanca u fronti plamena, pri preciziranju izračunatih karakteristika, mora uzeti u obzir prijenos topline zračenjem (prema Palmerovim procjenama udio zračenja u prijenosu topline za sustave različitih razmjera je manji od 20%), posebno za procese velikih razmjera. 

Proces izgaranja polimernih čestica raspoređenih u zraku ima mnogo toga zajedničkog sa izgaranjem aerosola drugih organskih tvari. Pod utjecajem toka topline iz izvora paljenja (tijekom paljenja) ili s fronte plamena (tijekom širenja fronte plamena) čestice se zagrijavaju. Zagrijavanje je popraćeno procesom termičko-oksidativne destrukcije, što rezultira stvaranjem plinovitih produkata niske molekulske mase. U zoni plamena ti niskomolekularni produkti izgaraju do konačnog stanja (u uvjetima najpovoljnijim za gorenje - do CO2 i H20). Sastav produkata toplinske oksidativne destrukcije ovisi o kemijskoj strukturi makromolekula polimera, uvjetima paljenja i izgaranja. Općenito, polimeri se sastoje od zapaljivih i nezapaljivih dijelova. Zapaljivi dio sastoji se od vodika, ugljičnog monoksida, zasićenih i nezasićenih nižih ugljikovodika, nižih aldehida, ketona, alkohola i drugih organskih spojeva. Nezapaljivi dio uključuje vodenu paru, dušik, ugljikov dioksid i vodikove halogenide. 

Energija koja se koristi za cijepanje naziva se energija kidanja veze. To je 50-100 kcal-mol-1. Kada se dovede mala količina energije, prvo se pokidaju oslabljene veze. U reakcijama izgaranja, stvaranje radikala događa se gotovo isključivo putem pirolize. Tijekom pirolize organskih spojeva mogu se pojaviti tri slučaja:  

Obrazovanje. PAH nastaju kao rezultat pirolize, odnosno nepotpunog izgaranja organske tvari koja sadrži ugljik i vodik. Na visokim temperaturama, piroliza organskih spojeva proizvodi molekularne fragmente i radikale koji se spajaju u PAH. Sastav konačnog produkta sinteze pirolize ovisi o gorivu, temperaturi i vremenu prekida u zoni izgaranja. Gorivo, nakon čijeg izgaranja nastaju PAH-ovi, uključuje metan, druge ugljikovodike, lignine, peptide, lipide itd. Međutim, spojevi koji sadrže razgranate lance, nezasićene veze ili cikličke strukture općenito pogoduju stvaranju PAH-ova. Očito je da se PAH oslobađaju u obliku para iz zone izgaranja. Zbog niskog tlaka pare, većina PAH-ova trenutno se koncentrira na čestice čađe ili same stvaraju sitne čestice. PAH-ovi koji ulaze u atmosferu u obliku pare bivaju adsorbirani od strane čestica u zraku. Aerosoli koji sadrže PAH, raspršeni u zraku, mogu se vjetrom prenijeti na velike udaljenosti. 

Širenje. Ugljični monoksid nastaje spaljivanjem organskih materijala kao što su ugljen, drvo, papir, nafta, benzin, plin, eksplozivi ili bilo koji drugi tip karbonatnog materijala u uvjetima nedostatka zraka ili kisika. Kada se proces izgaranja odvija s viškom zraka i plamen ne dolazi u dodir s bilo kojom površinom, ugljični monoksid se ne proizvodi. CO nastaje kada plamen dođe u dodir s površinom čija je temperatura niža od temperature paljenja plinovitog dijela plamena. 90% atmosferskog CO proizvedeno je prirodno, a 10% ljudskim djelovanjem. Motori vozila čine 55 do 60% ukupne količine CO umjetnog podrijetla. Ispušni plinovi benzinskih motora (električno paljenje) uobičajeni su izvor stvaranja CO. Ispušni plinovi dizel motora (kompresijsko paljenje) sadrže približno 0,1% CO kada motor ispravno radi, ali neispravno podešen, preopterećen ili loše održavan dizel motor može emitirati značajne količine CO. Toplinsko ili katalitičko naknadno izgaranje u ispušnim cijevima značajno smanjuje količinu CO. Ostali glavni izvori CO uključuju ljevaonice, katalitičke krekere u rafinerijama nafte, procese destilacije ugljena i drva, peći za sušenje vapna i redukcijske peći u tvornicama kraft papira, proizvodnju sintetičkog metanola i drugih organskih spojeva iz ugljičnog monoksida, sinterovanje u visokim pećima, proizvodnju karbida, proizvodnja formaldehida, postrojenja za čađu, baterije koksnih peći, plinska postrojenja i postrojenja za obradu otpada. 

Koncentracije nečistoća, koje nastaju prvenstveno iz izvora povezanih s procesom izgaranja, podložne su iznimno velikim vremenskim promjenama, a njihovo oslobađanje je povremeno. Povremena ispuštanja HOS-eva iz ljudskih aktivnosti kao što je bojanje ili bojanje također rezultiraju velikim vremenskim varijacijama u emisijama. Druge emisije, poput ispuštanja formaldehida u unutarnji zrak iz proizvoda od drva, mogu varirati ovisno o fluktuacijama temperature i vlažnosti u zgradi, ali njihove su emisije kontinuirane. Temperatura i vlaga možda manje utječu na emisiju organskih kemikalija iz drugih materijala, ali na njihovu koncentraciju u unutarnjem zraku uvelike će utjecati ventilacija tih prostorija. 

Treba naglasiti da su katalitički učinci za organske spojeve vrlo veliki. Tako je brzina gorenja amonijevog perklorata s najučinkovitijim katalizatorom - bakrenim oksinatom - pri 300 atm premašila brzinu gorenja čistog perklorata za 21 put. Čak i pri 1000 atm, perklorat s bakrenim oksinatom je gorio 4 puta brže od čistog perklorata. 

U tablici 25 sažima dobivene rezultate i prikazuje vrijednosti B i V u jednadžbi izgaranja. Imajte na umu da prisutnost amonijaka u molekuli organskog spoja (amonijev salicilat) ne utječe na brzinu izgaranja - krivulje za mješavine amonijevog perklorata s amonijevim salicilatom i salicilnom kiselinom se podudaraju. 

Potpunim izgaranjem većine tvari nastaju ugljikov dioksid, sumporov dioksid i vodena para. Nepotpunim izgaranjem nastaju ugljikov monoksid, alkoholi, ketoni, aldehidi, kiseline i drugi složeni organski spojevi. Svi oni nastaju kao rezultat nedostatka kisika u zraku u zoni izgaranja. Ovi proizvodi su zapaljivi i mogu stvarati eksplozivne smjese sa zrakom, povećavajući opasnost od požara. Osim toga, proizvodi nepotpunog izgaranja često su jetki i otrovni, što otežava rad vatrogasaca. 

Sa stajališta sigurnosnih mjera u kemijskim laboratorijima, dušikovi spojevi zaslužuju posebnu pozornost. Mnogi njegovi anorganski i organski spojevi vrlo su otrovni; mnogi se koriste za proizvodnju eksploziva. Sam dušik nema ni toksična ni iritirajuća svojstva; pasivan je u procesu izgaranja. Ali kada se udahne velika koncentracija, osoba razvija patološke pojave povezane s nedostatkom kisika (kesonska bolest). Istodobno, u različitim oblicima svojih spojeva, dušik je uključen u vitalne fiziološke procese. Poremećaji u normalnom tijeku metabolizma dušika u tijelu često uzrokuju ozbiljne bolesti. Sljedeći dušikovi spojevi naširoko se koriste u laboratorijima: dušična i nitratna kiselina, amonijak, nitrozil klorid itd. 

Kao što je poznato, sve kemijske reakcije dijele se na homogene, koje se odvijaju u masi, i heterogene, koje se odvijaju na sučelju. Proces izgaranja krutih materijala je heterogen. Stoga veličina i priroda površine čvrste faze te njezina varijabilnost također igraju iznimnu ulogu u ovom procesu. Da bi došlo do gorenja, potreban je sustav sklon ovom procesu (zapaljiva tvar i oksidans) i impuls koji uzrokuje kemijsku reakciju gorenja. Gorivo koje može djelovati s oksidansom uključuje značajan broj tekućina i plinova, kao i mnogo krutih tvari: metale u slobodnom obliku, sumpor u elementarnom i vezanom obliku te većinu organskih spojeva. Oksidirajuća sredstva u procesima izgaranja su kisik (zrak), ozon, peroksidi, tvari bogate kisikom (nitro spojevi, dušična kiselina, perklorati, nitrati), halogeni. 

Izgaranje je intenzivna kemijska reakcija oksidacije koju prati oslobađanje topline i sjaja. Do izgaranja dolazi u prisutnosti zapaljive tvari, oksidansa i izvora paljenja. Kisik, dušična kiselina, natrijev peroksid, bertoletova sol, perklorati, nitro spojevi itd. mogu djelovati kao oksidansi u procesu izgaranja. Mnogi organski spojevi, sumpor, sumporovodik, pirit, većina metala u slobodnom obliku, ugljikov monoksid, vodik i. itd. 

Većina eksploziva u ovoj skupini su organski spojevi koji sadrže kisik i sposobni su za djelomično ili potpuno intramolekularno izgaranje. 

Freoni su, za razliku od vodeno-pjenastih proizvoda i inertnih razrjeđivača, inhibitori izgaranja, tj. tvari koje mogu aktivno ometati kemijske procese, inhibirajući ih. Freoni najučinkovitije inhibiraju izgaranje organskih tvari (naftni derivati, otapala itd.), a znatno slabije izgaranje vodika, amonijaka i nekih drugih tvari. Freoni su neprihvatljivi za gašenje metala, mnogih organometalnih spojeva, nekih metalnih hidrida, a također i kada oksidacijsko sredstvo u požaru nije kisik, već druge tvari (na primjer, halogeni, dušikovi oksidi). 

Sastav produkata izgaranja ovisi o sastavu tvari koja gori, uvjetima u kojima se odvija izgaranje, a uglavnom o potpunosti izgaranja. Produkti izgaranja mogu sadržavati mnoge anorganske tvari (ugljik, dušik, vodik, sumpor, fosfor itd.) i njihove okside, kao i alkohole, ketone, aldehide i druge organske spojeve. Dim koji nastaje tijekom procesa izgaranja sastoji se od sitnih krutih čestica veličine od 0,01 do 1 mikrona. 

Za nepolarne organske spojeve, to je blizu jedinice; za slabo polarne spojeve, može se približno uzeti =1,06. Za požare naftnih derivata s površinom gorenja većom od 10 m2, brzina izgaranja (u m/s) može se približno pronaći pomoću empirijske formule 

Lijeva strana jednadžbi (6.2) i (6.3) izražava apsolutnu entalpiju (unutarnju energiju) početne zapaljive smjese pri početnoj temperaturi T0, a desna entalpiju (unutarnju energiju) smjese produkata izgaranja pri temperatura izgaranja Tt ili eksplozije Gvzr. Detaljna metodologija za izračunavanje temperature izgaranja organskih spojeva na temelju ovih ideja opisana je u sljedeća dva odjeljka. U ovom slučaju razmatraju se samo sustavi koje čine ugljik, vodik, kisik, dušik i argon, budući da je točan termodinamički proračun sustava koji sadrže druge elemente bez upotrebe računala izuzetno složen i izvan dosega ove knjige. Metode približnog izračuna su neučinkovite, pa se također ne daju. 

Također su moguća akutna i kronična trovanja tijekom punjenja, filtracije, pročišćavanja i transporta Hg tijekom proizvodnje živinog fulminata (pritom se u mlaznice mogu ispustiti dušikovi oksidi, esteri dušične kiseline, pare hlapljivih organskih spojeva, cijanovodik). zrak) tijekom ekstrakcije plemenitih metala iz ruda i legura, otpad, otpad iz raznih elektrolitičkih procesa pri radu s fotoreagensima koji sadrže tijekom različitih kemijskih procesa i operacija (na primjer, u proizvodnji sintetičke octene kiseline u procesu analize organskih spojeva u određivanje dušika) pri impregniranju pragova, stupova i raznih drvenih konstrukcija u svrhu konzerviranja pri uporabi 1 kao razdjelne (izolacijske) tekućine u proizvodnji elektroda i električnih baterija pri čišćenju, zavarivanju ili popravku kotlova, koji su prethodno sadržavali u oslikavanju podvodnih dijelova morskih plovila (Goldwater i Jeffers) pri nadzoru vodomjernih instalacija, ponekad tijekom požara u rudnicima žive (Kulbasov miročnik), tijekom eksplozije živinih svjetiljki, spaljivanja tzv. faraonskih zmija (živin rodanid), eksplozija fulminata žive u blizini tvornica žive tijekom raznih radova s ​​H, posebice u procesu proizvodnje živinih boca (malih ispravljača) iu proizvodnji termometara. 

Međutim, specifični učinak inhibicijskih aditiva je ograničen. Najučinkovitiji halogenidi su oni u kojima je većina atoma vodika zamijenjena halogenom. Halo derivati ​​organskih spojeva koji se mogu oksidirati očito ometaju izgaranje samo zapaljivih smjesa. Dodavanje takvih proizvoda u nemasne smjese može čak povećati brzinu plamena zbog povećanja kalorijskog sadržaja smjese. 

Kao rezultat izgaranja tvari nastaju plinoviti, tekući i čvrsti produkti; potpunim izgaranjem nastaju CO2, H20, NO3 i P205, tvari koje ne gore i ne podržavaju gorenje. Nepotpunim izgaranjem organskih tvari nastaje raznolikiji raspon proizvoda. Osim produkata potpunog izgaranja, u njihov sastav ulaze ugljikov monoksid, alkoholi, ketoni, aldehidi, kiseline i drugi složeni organski spojevi. Produkti nepotpunog izgaranja često su otrovni, sposobni gorjeti i stvarati eksplozivne smjese sa zrakom. Produkti potpunog i nepotpunog izgaranja stvaraju dim različitog sastava. Dim se sastoji od sitnih čvrstih čestica suspendiranih u nekoj vrsti plina. Čvrste čestice su uglavnom ugljik promjera od 0,002 do 1 mm. Te se čestice lako talože kao čađa ili čađa. 

Kao rezultat izgaranja nastaju plinoviti, tekući i kruti produkti. Kod potpunog izgaranja - CO2, HgO, BO2 i P2O5, kod nepotpunog izgaranja nastaju raznovrsniji produkti koji osim produkata potpunog izgaranja uključuju ugljikov monoksid, ketone, aldehide, kiseline i druge složene organske spojeve. Produkti nepotpunog izgaranja često su otrovni, sposobni gorjeti i stvarati eksplozivne smjese sa zrakom. 

Natrij Na, srebrnobijeli meki metal. Na. težina 22.997 meso. 970 kg/m3, tt. 97,7°C t.k. 883° od otkucaja. elektr. otpornost na 20°C 4,879 10" ohm cm. Toplina izgaranja do Na202 2600 kcal/kg koeficijent toplinske vodljivosti u cal/(cm sec deg) 0,317 na 21°C, 0,205 na 100°C. Ima visoku reaktivnost. Kada se zagrijava u zrak se lako zapali. Temperatura izgaranja oko 900°S; temperatura samozapaljivosti 330-360°S (u zraku), 97-106°S (u prisutnosti natrijevog peroksida) II8°S (u kisiku) minimalni sadržaj kisika potreban za izgaranje, 5% vol. Brzina izgaranja 0,7-0,9 kg/(m -min) Pri izgaranju u suvišku kisika nastaje Na22 peroksid, koji vrlo snažno reagira s lako oksidirajućim tvarima (aluminijski prah, sumpor, ugljen itd.). , ponekad uz eksploziju.Čvrsti ugljični dioksid u dodiru s metalom zagrijanim na 350°C počinje pri -98°C uz oslobađanje natrija s otopinama kiselina ili organskih spojeva često praćen eksplozijom rastaljene) pri izgaranju stvara eksplozivne smjese s halogeniranim ugljikovodicima. Gasiti PS-1 i ukapljenim inertnim plinovima. Kod gašenja u zatvorenim prostorima najveći učinak daju argon i dušik. Kaljenje vidi također Metali. Sredstva za gašenje. 

Svojstva opasna od požara Zapaljivi metal. T. samozapaljiv u zraku 330-360°C (uz natrijev peroksid 97-106°C), u kisiku 118°C MVSA 5% vol. brzina izgaranja (1,1-1,5) I02 kg/(m3s). Izgaranjem u suvišku kisika nastaje Na2O2, koji s lako oksidirajućim tvarima (aluminijev prah, sumpor, ugljen itd.) reagira vrlo snažno, ponekad i eksplozijom. Karbidi alkalnih metala vrlo su kemijski aktivni u atmosferi ugljičnog dioksida; spontano se zapale i eksplozivno reagiraju s vodom. Kruti ugljikov dioksid s rastaljenim natrijem eksplodira na 350°C. Reakcija s ledom počinje na -98°C uz oslobađanje vodika. Kada značajne količine natrija i vode dođu u kontakt, reakcija je popraćena eksplozijom. Reakcija s kiselim otopinama odvija se slično reakciji s vodom. Međudjelovanje natrija s organskim spojevima ovisi o njihovoj prirodi i temperaturi. Natrij, osobito rastaljeni natrij, pod određenim uvjetima (na primjer, tijekom izgaranja) stvara eksplozivne smjese s halogeniranim ugljikovodicima. Natrijev azid NaN3 eksplodira na temperaturi bliskoj talištu. U kloru i fluoru natrij se zapali na sobnoj temperaturi i reagira s bromom na 200°C uz eksploziju. Zbog svoje povećane kemijske aktivnosti, natrij se skladišti ispod sloja kerozina ili mineralnog ulja. 

Atmosfersko onečišćenje može biti rezultat gotovo svih operacija koje se izvode tijekom izgradnje, održavanja ili popravka brodova i čamaca. Onečišćivači zraka koji se kontroliraju u mnogim zemljama uključuju sumporne okside, dušikove okside, ugljične monokside, čestice (dim, čađa, prašina itd.), olovo i hlapljive organske spojeve. U djelatnostima brodogradnje i popravka brodova onečišćujuće tvari uključuju izvore izgaranja kao što su kotlovi i postrojenja za obradu metala, generatori i peći. Mikročestice mogu biti vidljive kao dim iz procesa izgaranja, ali i kao prašina od obrade drva, pjeskarenja, brušenja, brušenja i poliranja. 

Zanimljivo je primijetiti da je u rasponu tlaka od 250-500 atm, bakrov (II) bikromat dihidrat učinkovitiji od nekih organskih spojeva koji su gore navedeni, što je vjerojatno zbog bolje topljivosti anorganskih soli u vodi, koja ima značajan učinak na proces izgaranja u ovom području tlaka. Organski dio molekule također ima vrlo značajan učinak na katalitičku aktivnost spojeva koji sadrže bakar. Dakle, sa stola. 20 i sl. 88 može se vidjeti da, ovisno o organskom dijelu molekule, koeficijent K može varirati od 1,2 do 3,0 pri 50 atm i od 10 do 21 pri 300 atm, međutim, s povećanjem tlaka ta razlika postaje manja. Štoviše, razlika u katalitičkoj učinkovitosti, na primjer, organskih spojeva koji sadrže bakar nije povezana s apsolutnom količinom metala u molekuli spoja. Tako 5 tež.% bakrenog salicilata sadrži 0,96 g metala, a bakrov oksinat sadrži 0,83 g, međutim, potonji spoj je mnogo učinkovitiji kao katalizator. Slična se slika opaža za soli koje sadrže natrij, na primjer, pri 50 na K - 1,3 za natrijev benzoat, K = 1,8 za natrijev salicilat i K = 0,7 za fuksin. 

Što se tiče paradoksalnog smanjenja brzine izgaranja amonijevog perklorata u prisutnosti određenih organskih spojeva (vidi tablicu 20), posebno u području niskog tlaka, to je vjerojatno zbog činjenice da, budući da ion određenog metala (za npr. bizmut, živa, magnezij15 ili kadmij) nema katalitički učinak na proces; prevladavajući utjecaj ima organski dio molekule, a posebno njegova redukcijska svojstva. Osim toga, ne može se isključiti sudjelovanje metalnog iona u reakciji izmjene tipa koji je ranije opisan i usporavanje izgaranja zbog vezanja perklorne kiseline, čiji su produkti raspadanja oksidacijsko sredstvo za zapaljive elemente perklorata. van. 

Na temelju rezultata iz tablice možemo zaključiti da svi organski spojevi koje smo proučavali inhibiraju izgaranje metana, ali ne u jednakoj mjeri. Ovisno o kemijskoj prirodi, neki aditivi imaju istu učinkovitost kao natrijev klorid (na primjer, polivinil klorid), drugi su manje učinkoviti (o-fenilendiamin, litijev benzoat, silicijev oksid), a treći su učinkovitiji (natrijev benzoat i salicilat, indol, kalijev salicilat, natrijev diftilmetan disulfonat). 

Iako su mnogi organski spojevi koje smo proučavali inhibirali širenje plamena u stehiometrijskoj smjesi metana i zraka učinkovitije nego natrijev klorid, treba imati na umu da bi organski spojevi mogli sudjelovati u procesu izgaranja, ponovno obogaćujući smjesu. Kako bi se provjerila ova pretpostavka, provedeni su pokusi kada su ispitivani aditivi uvedeni u smjesu metana i zraka na granici siromašnog izgaranja (5% CH). Eksperimentalni rezultati prikazani su u tablici. 58. Kao što je vidljivo iz tablice, čvrsti organski spojevi koji sadrže alkalijske metale ili klor u molekuli, kao i spojevi koji sadrže amino skupinu, doista su inhibitori. 

Za svaki eksploziv u određenom rasponu tlaka postoji svoj najučinkovitiji katalizator izgaranja - vanadij pentoksid, olovo kromat i bakrov klorid za nitrogvanidin, bakrov(II) bikromat dihidrat i bakrov oksinat za amonijev perklorat, soli i kloridi heksavalentnog kroma, kao i organski spojevi alkalijskih metala za amonij litra. 

U radu je utvrđeno da olovni oksidi reagiraju s hidroksilnim derivatima ugljikovodika, čije izgaranje potiču, a ne reagiraju s eterima i ugljikovodicima, čije izgaranje inhibiraju. (Podsjetimo se da smo mi primijetili pospješujući učinak hidroksila na katalitički učinak kalijevog dikromata tijekom izgaranja pikrinske kiseline, što je vjerojatno zbog njegovog pospješnog učinka na oksidaciju CO u plinovitoj fazi.) U isto vrijeme, organski spojevi tetraetil olovo i pentakarbonil željezo snažno inhibiraju heksan-zrak plamen, osim što su oni najbolji antidetonatori. 

Kod izgaranja eksploziva spojevi olova i željeza učinkoviti su katalizatori. Na primjer, olovni kromat i klorid katalizirali su izgaranje nitrogvanidina i amonijevog nitrata, a organski spojevi željeza bili su učinkoviti katalizatori za izgaranje smey prahova na bazi amonijevog perklorata. Istodobno, tijekom toplinske razgradnje etil nitrata, olovni oksid je bio inhibitor, a površina bakra ubrzala je razgradnju. 

Potpunim izgaranjem organskih spojeva nastaju CO2, BOg, H20, N2, a izgaranjem anorganskih spojeva nastaju oksidi. Ovisno o talištu, produkti reakcije mogu biti u obliku taline (Al2O3, TiO2) ili se dići u zrak u obliku dima (P2O5, Na2O, AO). Rastaljene krute tvari stvaraju sjaj plamena. Kod izgaranja ugljikovodika snažnu osvijetljenost plamena osigurava sjaj čestica čađe koje se stvaraju u velikim količinama. Smanjenje sadržaja čađe kao rezultat njezine oksidacije smanjuje svjetlinu plamena, a smanjenje temperature otežava oksidaciju čađe i dovodi do stvaranja čađe u plamenu. 

Smatrajući svaki organski spoj ugljikovodikom u kojem je određeni broj atoma vodika zamijenjen drugim atomima i skupinama atoma i smatrajući toplinu izgaranja funkcijom broja elektrona koji se kreću od atoma ugljika i vodika do atoma kisika tijekom izgaranja , Karrasch je došao do ovisnosti za tekuće organske spojeve 

Klorovodik kao inhibitor izgaranja. Oksikloriranje ugljikovodika. U industriji sinteze organoklora naširoko se koriste sustavi koji sadrže gorivo, kisik i klorovodik. Takve su smjese osobito česte u procesima oksidativnog kloriranja (oksikloriranja). Glavna zadaća ovih procesa je iskoristiti klorovodik koji nastaje kao nusproizvod u mnogim industrijama, prvenstveno u procesima izravnog kloriranja organskih spojeva, kao i dehidrokloriranja polikloralkana. Za izravno kloriranje zasićenih organskih spojeva, glavna gruba reakcija može se napisati kao 

Predavanje

Izgaranje je u većini slučajeva složen kemijski proces. Sastoji se od elementarnih kemijskih reakcija redoks tipa, koje dovode do preraspodjele valentnih elektrona između atoma molekula u interakciji. Oksidirajuća sredstva mogu biti razne tvari: klor, brom, sumpor, kisik, tvari koje sadrže kisik itd. No, najčešće imamo posla sa izgaranjem u zračnoj atmosferi, pri čemu je kisik oksidacijsko sredstvo. Poznato je da je zrak mješavina plinova čiji su glavni sastojci dušik (78%), kisik (21%) i argon (0,9%). Argon koji se nalazi u zraku je inertan plin i ne sudjeluje u procesu izgaranja. Dušik također praktički ne sudjeluje u procesu izgaranja organskih tvari.

Za mnoge proračune (određivanje volumena zraka potrebnog za izgaranje jedne jedinice mase ili volumena tvari, pronalaženje volumena produkata izgaranja, temperature izgaranja itd.) potrebno je sastaviti jednadžbe za reakcije izgaranja tvari u zraku. Pri sastavljanju ovih jednadžbi postupite na sljedeći način: s lijeve strane upisuje se zapaljiva tvar i zrak koji sudjeluje u izgaranju, iza znaka jednakosti upisuju se nastali produkti reakcije. Na primjer, potrebno je izraditi jednadžbu za reakciju izgaranja metana u zraku. Prvo zapišite lijevu stranu jednadžbe reakcije: kemijsku formulu metana plus kemijske formule tvari koje čine zrak. Radi jednostavnosti izračuna, pretpostavlja se da se zrak sastoji od 21% kisika i 79% dušika, tj. na jedan volumen kisika u zraku dolazi 79/21 = 3,76 volumena dušika, odnosno na svaku molekulu kisika dolazi 3,76 molekula dušika. Dakle, sastav zraka može se prikazati na sljedeći način: O 2 + 3,76 N 2. Tada će lijeva strana jednadžbe izgledati kao CH 4 + O 2 + 3,76N 2 =

Koji će se proizvodi dobiti? Morate se usredotočiti na sastav goriva

tvari. Ugljik u gorivu uvijek se pretvara u ugljični dioksid nakon potpunog izgaranja.

(CO 2), vodik - u vodu (H 2 O). Budući da ova zapaljiva tvar ne sadrži druge

elemenata, tada će produkti izgaranja sadržavati ugljični dioksid i vodu. Dušik u zraku (3,76 N 2) in

ne sudjeluje u procesu izgaranja, u potpunosti će prijeći u produkte izgaranja. Tako

Stoga će desna strana jednadžbe reakcije izgaranja metana biti sljedeća:

CO2 + H2O + 3,76N2

Nakon što ste napisali lijevu i desnu stranu, trebate pronaći koeficijente ispred formula. Poznato je da ukupna masa tvari koje su ušle u reakciju mora biti jednaka masi svih tvari koje nastaju reakcijom. To znači da broj atoma istog elementa na desnoj i lijevoj strani jednadžbe mora biti isti, bez obzira na to kojoj supstanci taj element pripada. Prvo se izjednačava broj atoma ugljika, zatim vodika, pa kisika. Množitelj ispred koeficijenta (3,76) koji se pripisuje molekuli dušika uvijek će biti jednak koeficijentu ispred kisika. Jednadžba reakcije bit će

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

S obzirom da se izračuni obično izvode na 1 mol ili 1 m 3 zapaljive tvari, ispred zapaljive tvari u jednadžbi reakcije ne stavlja se koeficijent. Stoga se u nekim jednadžbama reakcija izgaranja frakcijski koeficijenti mogu pojaviti prije kisika ili drugih tvari; primjerice, jednadžba reakcije za izgaranje acetilena u zraku bit će

C 2 H 2 + 2,5 O 2 + 2,5-3,76 N 2 = 2CO 2 + H 2 O + 2,5-3,76 N 2

Ako sastav zapaljive tvari, osim ugljika i vodika, uključuje dušik, tada se oslobađa tijekom izgaranja u slobodnom obliku N2, na primjer, tijekom izgaranja piridina

C 2 H 6 N + 6,25 O 2 + 6,25 - 3,76 N 2 = 5CO 2 + 2,5 H 2 O + 6,25-3,76 N 2 + 0,5 N 2-

Ako zapaljiva tvar sadrži klor, obično se oslobađa u obliku klorovodika tijekom izgaranja, na primjer, pri izgaranju vinil klorida

CH a = CH1 + 2,5O 2 + 2,5-3,76N 2 = 2CO 2 + H 2 O + 2,5-3,76N 2 + HC1

Sumpor, koji je dio zapaljive tvari, oslobađa se u obliku SO 2.

Kisik sadržan u zapaljivoj tvari oslobađa se u obliku spojeva s drugim elementima goriva, na primjer CO 2 ili H 2 O; ne oslobađa se u slobodnom obliku. Za izgaranje tvari bogatih kisikom obično je potrebno manje zraka. Do izgaranja tvari može doći i zbog kisika sadržanog u drugim tvarima koje ga lako oslobađaju. Takve tvari su dušična kiselina HNO 3, bertholetova sol KSYu 3, salitra KNO 3, NaNO 3, NH4NO 3, kalijev permanganat KMnO 4, barijev peroksid BaO 2 itd. Smjese gore navedenih oksidansa sa zapaljivim tvarima međusobno djeluju velikom brzinom, često s Eksplozija . Primjer takvih smjesa je crni barut, spojevi za signalnu rasvjetu itd.

Da bi došlo do izgaranja, potrebni su određeni uvjeti: prisutnost zapaljive tvari, oksidansa (kisika) i izvora paljenja. Zapaljiva tvar i oksidans moraju se zagrijati na određenu temperaturu pomoću izvora topline (izvora paljenja): plamena, iskre, vrućeg tijela ili topline nastale nekom kemijskom reakcijom ili mehaničkim radom. U ravnomjernom procesu izgaranja stalni izvor paljenja je zona izgaranja, tj. područje gdje dolazi do reakcije i oslobađanja topline i svjetlosti. Za odvijanje i odvijanje procesa gorenja goriva tvar i oksidans moraju biti u određenom količinskom omjeru.

Izgaranje tvari može biti potpuno i nepotpuno. Pri potpunom izgaranju nastaju produkti koji nisu sposobni za daljnje izgaranje (CO 2, H 2 O, HC1); ako je nepotpuna, nastali produkti sposobni su za daljnje gorenje (CO, H 2 S, HCN, NH 3, aldehidi itd.). U uvjetima požara, kada organske tvari izgaraju na zraku, najčešće ne dolazi do potpunog izgaranja. Znak nepotpunog izgaranja je prisutnost dima koji sadrži neizgorene čestice ugljika.

Međutim, bez obzira na to kako se odvija proces izgaranja, on se temelji na kemijskoj interakciji između zapaljive tvari i oksidatora.

Suvremena teorija oksidacije – redukcije temelji se na sljedećim načelima. Bit oksidacije je da oksidacijska tvar (reducent) predaje valentne elektrone oksidansu, koji se prihvaćanjem elektrona reducira. Suština redukcije je u tome što redukcijska tvar (oksidans) veže elektrone na redukciono sredstvo, koje, davanjem elektrona, oksidira. Kao rezultat prijenosa elektrona mijenja se struktura vanjske (valentne) elektronske razine atoma. Svaki atom tada prelazi u stanje koje je najstabilnije u danim uvjetima.

U kemijskim procesima elektroni mogu u potpunosti prijeći iz elektronske ljuske atoma jedne vrste u ljusku atoma druge vrste. Dakle, kada metalni natrij gori u kloru, atomi natrija predaju po jedan elektron atomima klora. U tom slučaju vanjska elektronička razina atoma natrija završava s osam elektrona (stabilna struktura), a atom koji je izgubio jedan elektron pretvara se u pozitivno nabijeni ion. Atom klora koji dobije jedan elektron ispunjava svoju vanjsku razinu s osam elektrona, ali atom postaje negativno nabijen ion. Kao rezultat djelovanja Coulombovih elektrostatskih sila, suprotno nabijeni ioni se spajaju i nastaje molekula natrijeva klorida (ionska veza)

Na + + Cl - à + Na+Cl

U drugim procesima, čini se da se elektroni vanjskih ljuski dva različita atoma dijele, čime se atomi spajaju u molekule (kovalentna veza)

N. + . S1 à N: S1:

I konačno, jedan atom može dati svoj par elektrona za zajedničku upotrebu

:O: + :Sa à O:Sa

Ali u svim slučajevima atomi nastoje steći stabilne vanjske elektronske strukture.

Proces izgaranja je vrlo aktivan proces koji se odvija uz oslobađanje značajne količine energije (u obliku topline i svjetlosti). Posljedično, u tom procesu dolazi do transformacije tvari pri čemu se iz manje stabilnih tvari dobivaju stabilnije.

Mnogi ljudi znaju da se smrt tijekom požara češće javlja zbog trovanja produktima izgaranja nego zbog toplinskih učinaka. Ali možete se otrovati ne samo tijekom požara, već iu svakodnevnom životu. Postavlja se pitanje: koje vrste proizvoda izgaranja postoje i pod kojim uvjetima nastaju? Pokušajmo ovo shvatiti.

Što je izgaranje i njegov produkt?

Možete beskonačno gledati u tri stvari: kako voda teče, kako drugi ljudi rade i, naravno, kako gori vatra...

Izgaranje je fizikalno-kemijski proces čija je osnova redoks reakcija. Obično ga prati oslobađanje energije u obliku vatre, topline i svjetlosti. Ovaj proces uključuje tvar ili smjesu tvari koje gore - redukcijska sredstva, kao i oksidirajuće sredstvo. Najčešće ta uloga pripada kisiku. Izgaranje se također može nazvati procesom oksidacije gorućih tvari (važno je zapamtiti da je izgaranje podvrsta oksidacijskih reakcija, a ne obrnuto).

Produkti izgaranja su sve što se oslobađa tijekom izgaranja. Kemičari u takvim slučajevima kažu: “Sve što je na desnoj strani reakcijske jednadžbe.” Ali ovaj izraz nije primjenjiv u našem slučaju, jer, osim redoks procesa, neke tvari također jednostavno ostaju nepromijenjene. To jest, proizvodi izgaranja su dim, pepeo, čađa i oslobođeni plinovi, uključujući ispušne plinove. Ali poseban proizvod je, naravno, energija, koja se, kao što je navedeno u zadnjem paragrafu, oslobađa u obliku topline, svjetlosti, vatre.

Tvari koje se oslobađaju izgaranjem: ugljikovi oksidi

Postoje dva ugljikova oksida: CO2 i CO. Prvi se naziva ugljični dioksid (ugljični dioksid, ugljikov monoksid (IV)), jer je bezbojan plin koji se sastoji od ugljika potpuno oksidiranog kisikom. To jest, ugljik u ovom slučaju ima maksimalno oksidacijsko stanje - četvrto (+4). Ovaj oksid je produkt izgaranja apsolutno svih organskih tvari, ako su tijekom izgaranja u višku kisika. Osim toga, ugljični dioksid ispuštaju živa bića disanjem. Sam po sebi nije opasan ako mu koncentracija u zraku ne prelazi 3 posto.

Ugljikov (II) monoksid (ugljični monoksid) - CO je otrovni plin u kojem je molekula ugljika u oksidacijskom stanju +2. Zbog toga ovaj spoj može "izgorjeti", odnosno nastaviti reakciju s kisikom: CO + O 2 = CO 2. Glavna opasna značajka ovog oksida je njegova nevjerojatno visoka sposobnost, u usporedbi s kisikom, da se veže za crvena krvna zrnca. Eritrociti su crvena krvna zrnca čija je zadaća transport kisika iz pluća u tkiva i obrnuto, ugljični dioksid u pluća. Stoga je glavna opasnost od oksida u tome što ometa prijenos kisika do različitih organa ljudskog tijela, uzrokujući tako nedostatak kisika. Upravo CO najčešće uzrokuje trovanje produktima izgaranja u požaru.

Oba ugljikova oksida su bez boje i mirisa.

Voda

Izgaranjem se oslobađa i dobro poznata voda - H 2 O. Na temperaturi izgaranja proizvodi se ispuštaju u vodu kao para. Voda je produkt izgaranja plina metana - CH 4. Općenito, voda i ugljični dioksid (opet sve ovisi o količini kisika) uglavnom se oslobađaju tijekom potpunog izgaranja svih organskih tvari.

Sumporni dioksid, vodikov sulfid

Sumporov dioksid je također oksid, ali ovaj put sumpor je SO2. Ima veliki broj naziva: sumporni dioksid, sumporni dioksid, sumporni dioksid, sumporni oksid (IV). Ovaj produkt izgaranja je bezbojni plin s oštrim mirisom zapaljene šibice (oslobađa se kada se zapali). Anhidrid se oslobađa tijekom izgaranja sumpora, organskih i anorganskih spojeva koji sadrže sumpor, na primjer, sumporovodik (H 2 S).

Kada dođe u dodir sa sluznicom nečijih očiju, nosa ili usta, dioksid lako reagira s vodom, stvarajući sumpornu kiselinu, koja se lako razgrađuje, ali istovremeno uspijeva iritirati receptore i izazvati upalne procese u tijelu. respiratorni trakt: H 2 O + SO 2 ⇆H 2 SO 3. To određuje toksičnost produkta izgaranja sumpora. Sumporni dioksid, poput ugljičnog dioksida, može izgorjeti i oksidirati u SO 3. Ali to se događa na vrlo visokoj temperaturi. Ovo se svojstvo koristi u proizvodnji sumporne kiseline u postrojenju, budući da SO 3 reagira s vodom u H 2 SO 4.

Ali sumporovodik se oslobađa tijekom toplinske razgradnje određenih spojeva. Ovaj plin je također otrovan i ima karakterističan miris po pokvarenim jajima.

Vodikov cijanid

Tada je Himmler stisnuo čeljust, pregrizao ampulu kalijevog cijanida i umro nekoliko sekundi kasnije.

Kalijev cijanid je snažan otrov - sol poznata i kao hidrogen cijanid - HCN. To je bezbojna tekućina, ali vrlo hlapljiva (lako prelazi u plinovito stanje). Odnosno, tijekom izgaranja također će biti ispušten u atmosferu u obliku plina. Cijanovodična kiselina vrlo je otrovna, čak i mala - 0,01 posto - koncentracija u zraku je kobna. Posebnost kiseline je karakterističan miris gorkih badema. Ukusno, zar ne?

Ali cijanovodična kiselina ima jednu "poželjnost" - može se otrovati ne samo udisanjem izravno kroz dišni sustav, već i kroz kožu. Dakle, nećete se moći zaštititi samo gas maskom.

Akrolein

Propenal, akrolein, akrilna kiselina su sve nazivi jedne tvari, nezasićenog aldehida akrilne kiseline: CH2 = CH-CHO. Ovaj aldehid je također vrlo hlapljiva tekućina. Akrolein je bezbojan, oštrog mirisa i vrlo je otrovan. Ako tekućina ili njezine pare dođu u dodir sa sluznicom, posebice očima, izaziva jaku iritaciju. Propenal je vrlo reaktivan spoj, što objašnjava njegovu visoku toksičnost.

Formaldehid

Kao i akrolein, formaldehid pripada klasi aldehida i aldehid je mravlje kiseline. Ovaj spoj je također poznat kao metanal. bezbojni plin oštrog mirisa.

Najčešće, tijekom izgaranja tvari koje sadrže dušik, oslobađa se čisti dušik - N2. Taj se plin već nalazi u velikim količinama u atmosferi. Dušik može biti primjer produkta izgaranja amina. Ali tijekom toplinske razgradnje, primjerice, amonijevih soli, au nekim slučajevima i tijekom samog izgaranja, u atmosferu se ispuštaju i njegovi oksidi, pri čemu je stupanj oksidacije dušika u njima plus jedan, dva, tri, četiri, pet. Oksidi su plinovi smeđe boje i izuzetno otrovni.

Pepeo, pepeo, čađa, čađa, ugljen

Čađa, ili čađa, ostaci su ugljika koji iz različitih razloga nije reagirao. Čađ se također naziva amfoterni ugljik.

Pepeo, ili pepeo, male su čestice anorganskih soli koje nisu izgorjele ili se raspadaju na temperaturama izgaranja. Kada gorivo izgori, ti mikrospojevi postaju suspendirani ili se nakupljaju na dnu.

A ugljen je proizvod nepotpunog izgaranja drva, odnosno njegovih ostataka koji nisu izgorjeli, ali su još gorljivi.

Naravno, ovo nisu svi spojevi koji će se osloboditi tijekom izgaranja određenih tvari. Sve ih je nerealno nabrajati, a nije ni potrebno, jer se druge tvari oslobađaju u zanemarivim količinama i to samo tijekom oksidacije pojedinih spojeva.

Ostale mješavine: dim

Zvijezde, šuma, gitara... Što može biti romantičnije? Ali nedostaje jedan od najvažnijih atributa - vatra i tračak dima iznad nje. Što je dim?

Dim je vrsta smjese koja se sastoji od plina i čestica suspendiranih u njemu. U plinove spadaju vodena para, ugljikov dioksid i ugljikov dioksid i drugi. A čvrste čestice su pepeo i jednostavno neizgoreni ostaci.

Prometni dimovi

Većina modernih automobila pokreće motor s unutarnjim izgaranjem, odnosno za kretanje se koristi energija nastala izgaranjem goriva. Najčešće su to benzin i drugi naftni derivati. Ali kada se sagorijeva velika količina otpada ispušta se u atmosferu. To su ispušni plinovi. Ispuštaju se u atmosferu u obliku dima iz ispušnih cijevi automobila.

Najveći dio njihovog volumena zauzima dušik, kao i voda i ugljični dioksid. Ali oslobađaju se i otrovni spojevi: ugljični monoksid, dušikovi oksidi, neizgoreni ugljikovodici, kao i čađa i benzopiren. Posljednja dva su kancerogeni, što znači da povećavaju rizik od razvoja raka.

Značajke proizvoda potpune oksidacije (u ovom slučaju izgaranja) tvari i smjesa: papir, suha trava

Pri gorenju papir također oslobađa uglavnom ugljični dioksid i vodu, a pri nedostatku kisika ugljični monoksid. Osim toga, papir sadrži ljepila, koja se mogu osloboditi i koncentrirati, te smole.

Ista situacija je i kod spaljivanja sijena, samo bez ljepila i smole. U oba slučaja dim je bijele boje sa žutom nijansom, specifičnog mirisa.

Drvo - ogrjev, daske

Drvo se sastoji od organskih tvari (uključujući tvari koje sadrže sumpor i dušik) i male količine mineralnih soli. Stoga se pri potpunom izgaranju oslobađaju ugljikov dioksid, voda, dušik i sumporov dioksid; stvaraju se sivi, a ponekad i crni dim katranastog mirisa i pepela.

Tvari koje sadrže sumpor i dušik

Već smo govorili o toksičnosti i produktima izgaranja ovih tvari. Također je vrijedno napomenuti da se prilikom izgaranja sumpora oslobađa dim sivkastosive boje i oštrog mirisa sumpornog dioksida (budući da se oslobađa sumporni dioksid); a kod izgaranja dušičnih i drugih tvari koje sadrže dušik je žutosmeđe boje, nadražujućeg mirisa (ali se ne pojavljuje uvijek dim).

Metali

Kod gorenja metala nastaju oksidi, peroksidi ili superoksidi tih metala. Osim toga, ako je metal sadržavao neke organske ili anorganske nečistoće, tada nastaju produkti izgaranja tih nečistoća.

Ali magnezij ima osobitost sagorijevanja, jer ne gori samo u kisiku, kao i drugi metali, već i u ugljičnom dioksidu, tvoreći ugljik i magnezijev oksid: 2 Mg + CO 2 = C + 2 MgO. Proizvedeni dim je bijele boje i bez mirisa.

Fosfor

Kada fosfor gori, proizvodi bijeli dim koji miriše na češnjak. U tom slučaju nastaje fosforov oksid.

Guma

I, naravno, gume. Dim od gorenja gume je crn zbog velike količine čađe. Osim toga, oslobađaju se produkti izgaranja organskih tvari i sumporni oksid, a zahvaljujući tome dim dobiva sumporni miris. Oslobađaju se i teški metali, furan i drugi otrovni spojevi.

Klasifikacija otrovnih tvari

Kao što ste možda već primijetili, većina produkata izgaranja su otrovne tvari. Stoga, govoreći o njihovoj klasifikaciji, bilo bi ispravno analizirati klasifikaciju otrovnih tvari.

Prije svega, sve otrovne tvari - u daljnjem tekstu kemijski agensi - dijele se na smrtonosne, privremeno onesposobljavajuće i nadražujuće. Prvi se dijele na agense koji utječu na živčani sustav (Vi-X), agense za gušenje (ugljični monoksid), agense za stvaranje mjehura (iperit) i općenito otrovne agense (cijanovodik). Primjeri agensa koji privremeno onesposobljavaju agense uključuju Bi-Zet, a primjeri iritansa uključuju adamsit.

Volumen

Razgovarajmo sada o onim stvarima koje ne treba zaboraviti kada govorimo o proizvodima koji se emitiraju tijekom izgaranja.

Količina produkata izgaranja važna je i vrlo korisna informacija, koja će, primjerice, pomoći u određivanju razine opasnosti od izgaranja određene tvari. To jest, znajući količinu proizvoda, možete odrediti količinu štetnih spojeva koji su dio ispuštenih plinova (kao što se sjećate, većina proizvoda su plinovi).

Da biste izračunali potrebni volumen, prvo morate znati je li došlo do viška ili manjka oksidacijskog sredstva. Ako je, na primjer, kisik bio sadržan u višku, tada se sav posao svodi na sastavljanje svih jednadžbi reakcije. Treba imati na umu da gorivo u većini slučajeva sadrži nečistoće. Nakon toga se izračunava količina tvari svih produkata izgaranja prema zakonu održanja mase i, uzimajući u obzir temperaturu i tlak, sam volumen se nalazi pomoću formule Mendeleev-Clapeyron. Naravno, za osobu koja ne zna ništa o kemiji, sve gore navedeno izgleda zastrašujuće, ali u stvarnosti nema ništa teško, samo trebate shvatiti. Nema potrebe o ovome detaljnije govoriti, jer se o tome ne radi u članku. S nedostatkom kisika povećava se složenost izračuna - mijenjaju se jednadžbe reakcija i sami produkti izgaranja. Osim toga, sada se koriste skraćenije formule, ali prvo je bolje prebrojati na prikazani način (ako je potrebno) kako bi se razumjelo značenje izračuna.

Trovanje

Neke tvari ispuštene u atmosferu tijekom oksidacije goriva su otrovne. Otrovanje produktima izgaranja vrlo je stvarna prijetnja ne samo u požaru, već iu automobilu. Osim toga, udisanje ili neki drugi način izlaganja nekim od njih ne dovodi do trenutnog negativnog rezultata, već će vas podsjetiti na to nakon nekog vremena. Na primjer, tako se ponašaju karcinogeni.

Naravno, svi moraju znati pravila kako bi spriječili negativne posljedice. Prije svega, to su pravila zaštite od požara, odnosno ono što se svakom djetetu govori od ranog djetinjstva. Ali, iz nekog razloga, često se događa da ih i odrasli i djeca jednostavno zaborave.

Pravila za pružanje prve pomoći u slučaju trovanja također su vjerojatno poznata mnogima. Ali za svaki slučaj: najvažnije je otrovanog izvesti na svježi zrak, odnosno izolirati ga od daljnjeg ulaska otrova u tijelo. Ali također moramo zapamtiti da postoje metode zaštite dišnih organa i tjelesnih površina od produkata izgaranja. To su vatrogasna zaštitna odijela, gas maske, maske za kisik.

Zaštita od toksičnih produkata izgaranja vrlo je važna.

Koristiti u osobne svrhe

Trenutak kada su ljudi naučili koristiti vatru za vlastite potrebe nedvojbeno je bio prekretnica u razvoju cijelog čovječanstva. Na primjer, jedan od njegovih najvažnijih proizvoda - toplinu i svjetlost - ljudi su koristili (i još uvijek koriste) za kuhanje, rasvjetu i grijanje u hladnim vremenima. Ugljen se u davna vremena koristio kao alat za crtanje, a sada, na primjer, kao lijek (aktivni ugljen). Zapažena je i činjenica da se za pripravu kiseline koristi sumporov oksid, a na isti način se koristi i fosforov oksid.

Zaključak

Važno je napomenuti da su sve što je ovdje opisano samo općenite informacije predstavljene kako biste se upoznali s pitanjima o proizvodima izgaranja.

Želio bih reći da će poštivanje sigurnosnih pravila i razumno rukovanje samim procesom izgaranja i njegovim proizvodima omogućiti njihovu korisnu upotrebu.

Napredak eksperimenta

Parafin u obliku strugotina (do 0,3 g) i 1-2 g bakrovog (II) oksida stave se u suhu epruvetu s izlaznom cijevi za plin. Sadržaj epruvete temeljito se promiješa i prekrije slojem (1 g) bakrova (II) oksida. U gornji dio epruvete stavi se grumen vate na koji malo koristi se bakar(II) sulfat. Epruveta se zatvori čepom s cijevi za odvod plina i učvrsti u stalku s blagim nagibom prema epruveti. Slobodni kraj cijevi za odvod plina spušta se u epruvetu s vapnenom vodom tako da cijev gotovo dodiruje površinu tekućine (kasnije je možete spustiti izravno u tekućinu).

Prvo se zagrije cijela epruveta, zatim se jako zagrije dio koji sadrži reakcijsku smjesu, a alkoholna lampa se postupno pomiče prema otvoru kako bi istisnula plinove.

Na stijenkama epruvete udaljenim od reakcijske smjese uočava se pojava kapljica tekućine, a u bakrovom (II) sulfatu stvaraju se plava područja. Oslobođeni plin uzrokuje zamućenje vapnene vode. Zapažanja i odgovore na pitanja nakon pokusa zapišite u radnu bilježnicu.

Pitanja i zadaci:

1. Što uzrokuje plavu boju komada bakrenog (II) sulfata?
2. Što uzrokuje zamućenje vapnene vode i pojavu taloga kada stoji?
3. Opišite promjene koje se događaju pomoću jednadžbi reakcija.

Pokus 4. Dokazivanje halogena u organskoj tvari

Pokus 4. Detekcija halogena u organskoj tvari (uzorak F.F. Beilsteina, 1872.)

Uzorak F.F. Beilstein se koristi u organskoj kemiji za dokazivanje prisutnosti molekule halogena. Kada tvar gori na bakrenoj žici, plamen špiritusne svjetiljke postaje zelen zbog stvaranja bakrenih halogenida (osim fluorida) koji su hlapljivi na visokim temperaturama.

Oprema i reagensi: alkoholna lampa, šibice; organska tvar koja sadrži halogen (ugljikov tetraklorid, komadiće polivinil klorida), bakrenu žicu uvijenu u spiralu na jednom kraju, a na drugom uvučenu u pluteni čep (držač).

Napredak eksperimenta

Stavite bakrenu žicu s omčom na kraju u plamen špiritusne svjetiljke i zagrijte je do crvene boje. Pazite da se prilikom zagrijavanja žice plamen alkoholne lampe ne oboji.

Nakon što ohladite pocrnjelu žicu, njezinu omču na trenutak spustite u tekućinu koja se ispituje i žicu natopljenu tekućinom unesite u donji dio plamena, a zatim je prenesite na najtopliji gornji dio plamena špiritusne lampe. Promatrajte promjenu boje plamena.

Ako je tvar koja se ispituje čvrsta, u nju na trenutak uronite kraj vruće žice, a zatim žicu s tvari prinesite u plamen alkoholne lampe. Zapažanja i odgovore na pitanja nakon pokusa zapišite u radnu bilježnicu.

Pitanja i zadaci:

1. Zašto žica pocrni na zraku?
2. Kako se mijenja boja plamena alkoholne lampe kada se doda bakrena žica s tragovima brometana, kloroforma, PVC-a i fluoroplasta?
3. Može li se natrijev klorid razlikovati od organske tvari koja sadrži halogen?

Preporuča se kalcinirati kristalni bakrov (II) sulfat neposredno prije upotrebe. Bakar (II) sulfat se ulije u porculansku šalicu i zagrijava u plamenu alkoholne lampe, povremeno miješajući sadržaj i izbjegavajući pregrijavanje. Kada se boja promijeni, kalcinacija se zaustavlja. Usporedite boju sulfata prije i poslije kalcinacije.

§ 1. Opće informacije o izgaranju

Izgaranje je složen fizikalno-kemijski proces interakcije između zapaljive tvari i oksidansa, popraćen oslobađanjem topline i emisijom svjetlosti.

Uobičajeno oksidacijsko sredstvo u procesima izgaranja je plin kisik u zraku. Za nastanak i odvijanje gorenja potrebna je prisutnost zapaljive tvari, kisika (zraka) i izvora paljenja. Zapaljiva tvar i kisik su tvari koje reagiraju, čine ih sustav izgaranja.

Izvor paljenja uzrokuje u ovom sustavu reakcija izgaranja. Međutim, do izgaranja nekih tvari može doći i bez kisika. Oksidirajuća sredstva u procesu izgaranja mogu biti klor, brom i neke složene tvari: dušična kiselina, Bertoletova sol, natrijev peroksid.

Zapaljivi sustavi mogu biti kemijski homogeni ili heterogeni.

DO kemijski homogena To uključuje sustave u kojima su zapaljiva tvar i zrak ravnomjerno međusobno pomiješani; na primjer, mješavine zapaljivih plinova, para ili prašine sa zrakom.

Brzina izgaranja homogenih gorivih sustava određena je brzinom kemijske reakcije. Može biti značajan na visokim temperaturama. U tom pogledu izgaranje takvih homogenih gorivih sustava predstavlja eksploziju ili detonaciju i naziva se kinetičko izgaranje.

DO kemijski heterogeni zapaljivi sustavi uključuju one u kojima se zapaljiva tvar i zrak međusobno ne miješaju i imaju sučelja, na primjer, kruti zapaljivi materijali i tekućine u zraku, mlazovi zapaljivih plinova i para koji ulaze u zrak itd.

Tijekom izgaranja kemijski heterogenih gorivih sustava kisik iz zraka kontinuirano difundira (prodire) kroz produkte izgaranja do zapaljive tvari i s njom reagira. Ovakvo izgaranje naziva se difuziju. Njegova brzina određena je uglavnom difuzijom oksidansa na zapaljivu tvar.

Količina zraka potrebna za izgaranje može se odrediti proračunom.

Produkti izgaranja su plinovite, tekuće i krute tvari koje nastaju kao rezultat spoja zapaljive tvari s kisikom. Njihov sastav ovisi o sastavu zapaljive tvari i uvjetima njenog gorenja. U požarima u inženjerskim poduzećima najčešće gore organske tvari: drvo, tkanine, otapala, boje i lakovi, guma itd. Njihov sastav sastoji se uglavnom od ugljika, vodika, kisika i dušika. Pri njihovom gorenju nastaju produkti izgaranja: CO 2, CO, H 2 O, N 2 koji su pri visokim temperaturama u plinovitom stanju.

Kod nepotpunog izgaranja organskih tvari produkti izgaranja sadrže čvrste čestice čađe (ugljik).

Disperzni sustav koji se sastoji od sitnih krutih čestica suspendiranih u smjesi produkata izgaranja sa zrakom naziva se dim.

Produkti potpunog i nepotpunog izgaranja u određenim koncentracijama predstavljaju opasnost za život ljudi. Dakle, koncentracija CO 2 od 8-10% uzrokuje brzi gubitak svijesti i smrt. Udisanje zraka koji sadrži 0,4% ugljičnog monoksida također može uzrokovati smrt. U međuvremenu, tijekom požara u prostorijama s niskim stupnjem izmjene plina (podrumi, sušare, skladišta), koncentracija ugljičnog monoksida u dimu može biti puno veća od naznačene.

Tvari štetne za disanje sadržane su u produktima izgaranja plastike. Tako pri gorenju linoleuma mogu nastati sumporovodik i sumporov dioksid, pri gorenju poliuretanske pjene - cijanovodik i toluen diizocijanat, pri gorenju vinilne plastike - klorovodik i ugljikov monoksid, pri gorenju najlona - cijanovodik.

Produkti nepotpunog izgaranja mogu gorjeti kada njihova koncentracija u dimu postane dovoljna. Miješajući se sa zrakom stvaraju eksplozivne smjese. O tome treba voditi računa kod gašenja požara u zatvorenim prostorima u kojima je došlo do tinjanja. Kada se takve prostorije otvore, moguće su eksplozije.

Tijekom procesa izgaranja oslobađa se toplina istovremeno s stvaranjem produkata izgaranja. Može se izračunati količina produkata izgaranja i oslobođena toplina.