Calculul termodinamic al compoziției de echilibru a produselor de ardere și de conversie. Combustibilii și oxidanții de hidrocarburi (aer sau oxigen) utilizați în industrie constau în principal din carbon C, hidrogen H, oxigen O și azot N. Calculele arată că în regiunea temperaturilor moderat ridicate (800-1800 într-un amestec de echilibru termodinamic, doar CO2, CO, H2O, H2, N2, CH4, O2 (la un coeficient de debit de aer ab > 1) și carbonul negru C (la anumite valori suficient de mici ale av) pot fi prezente în cantități vizibile. Disociarea H2O, CO2 și chiar mai mult CO, H2 și N2 la aceste temperaturi este încă imperceptibilă, în timp ce toate hidrocarburile (cu excepția CH4) se disociază aproape complet. Prezența simultană într-un amestec de echilibru a unor cantități apreciabile de elemente combustibile și oxigen este imposibilă cu av 1 - gaze combustibile.
Sodiul este utilizat pe scară largă ca lichid de răcire în diferite centrale electrice. Are proprietăți fizice și termofizice destul de bune care permit îndepărtarea intensivă a căldurii în diferite schimbătoare de căldură (putere calorică 2180 kcal / kg coeficient de conductivitate termică, cal (cm-s-deg), 0,317 la 21 ° C și 0,205 la 100 ° C) . Cu toate acestea, sodiul se caracterizează și prin dezavantaje semnificative. Are o activitate chimică ridicată datorită căreia reacționează cu multe elemente și compuși chimici. Când arde, se eliberează o cantitate mare de căldură, ceea ce duce la creșterea temperaturii și a presiunii în incintă. Are o reactivitate ridicată [temperatura de ardere de aproximativ 900 ° C, temperatura de autoaprindere în aer 330-360 ° C, temperatura de autoaprindere în oxigen 118 ° C, conținut minim de oxigen necesar pentru ardere, 5% în volum, rata de ardere 0,7-0,9 kg/ /(m2-min)]. La arderea în exces de oxigen se formează peroxid NaaOa, care reacționează foarte energic cu substanțele ușor oxidabile (pulberi de aluminiu, sulf, cărbune etc.), uneori cu explozie. Carburele metalelor alcaline sunt foarte reactive într-o atmosferă de dioxid de carbon și dioxid de sulf, se aprind spontan în mod viguros și interacționează cu apa cu o explozie. Dioxidul de carbon solid explodează cu sodiu topit la 350°C. Reacția cu apa începe la o temperatură de -98 ° C cu degajarea hidrogenului. Compusul azotat NaNa explodează la o temperatură apropiată de topire. În clor și fluor, sodiul se aprinde la temperaturi obișnuite și interacționează cu bromul la temperaturi
Căldura de ardere a combustibilului. Cea mai importantă caracteristică a combustibilului este căldura de ardere. Căldura de ardere a unei substanțe se numește efectul termic al reacției de oxidare cu oxigenul elementelor care alcătuiesc această substanță înainte de formarea oxizilor superiori. Puterea calorică se referă de obicei la starea standard (presiune 101 kPa), un mol de combustibil și o temperatură de 298,15 K și este dată ca putere calorică standard.
Produsele de ardere sunt numite substanțe gazoase, lichide și solide formate ca urmare a procesului de ardere. Compoziția lor depinde de compoziția substanței care arde și de condițiile arderii acesteia. Substanțele combustibile organice și anorganice constau în principal din carbon, hidrogen, oxigen, sulf, fosfor și azot. Dintre acestea, carbonul, hidrogenul, sulful și fosforul pot fi oxidați în timpul arderii și formează produsele CO2, CO, H2O, 3O2 și PrOa. Azotul la temperatura de ardere nu se poate oxida și este eliberat în stare liberă, iar oxigenul este consumat pentru oxidarea elementelor combustibile ale substanței.
Un mecanism de acțiune ușor diferit al solvenților organici în cazul arzătoarelor combinate cu pulverizare h. Aici, creșterea intensității radiației pentru unele metale ajunge la 10 ori, iar creșterea absorbției luminii (pentru linia de nichel cu o lungime de undă de 341,5 mmk) de până la 36 de ori. Când un solvent organic este introdus în flacără, volumul flăcării crește semnificativ. Temperatura flăcării scade cu 90-250°C atunci când soluțiile apoase sunt introduse în flacără (în unele cazuri, o scădere la 2600°C pentru o flacără de cianogen-oxigen și până la 900°C pentru o flacără de oxigen-hidrogen h) a fost remarcat. Odată cu introducerea solvenților organici, temperatura flăcării scade mai puțin. Astfel, temperatura flăcării atunci când se utilizează solvenți organici este mai mare decât atunci când se utilizează soluții apoase (pentru o flacără de oxigen-hidrogen, este de 2810 ° C cu prima și 2700 ° C cu a doua). La aceasta se adaugă utilizarea mai eficientă a substanței în picăturile de aerosoli datorită efectului termic al arderii solventului orcanic. Toți acești factori ar trebui considerați ca crescând suplimentar concentrația de atomi ai elementului determinat în flacără și strălucirea lor. La introducerea în flacără a amestecurilor de hidrogen - oxigen sau acetilenă - soluții de oxigen de săruri și elemente în organice
Detector de căldură (termochimic). Pe baza măsurării efectului termic în timpul arderii componentelor probei analizate în prezența unui catalizator. Catalizatorul este o rezistență de sârmă de platină, care este, de asemenea, un element sensibil al detectorului. Prin proiectare, acest detector este în multe privințe similar cu detectorul de conductivitate termică. Doar aerul sau oxigenul este folosit ca gaz purtător, care asigură arderea gazelor. Temperatura elementelor de încălzire ajunge la 800-900 ° C. Ambele elemente de încălzire sunt rezistențe de umăr ale circuitului podului Wheatstone. Datorită degajării mari de căldură, are loc o schimbare mare a temperaturii firului. Prin urmare, sensibilitatea acestui detector este de zece ori mai mare decât cea a unui catarometru.
Combustibilii monocomponent includ substanțe a căror moleculă conține elemente combustibile și oxigen necesar arderii, precum și amestecuri (soluții) stabile de combustibili și oxidanți care nu interacționează chimic între ele la temperaturi obișnuite. Astfel de combustibili în timpul arderii nu trebuie să furnizeze un oxidant în camera de ardere.
Deoarece presiunile parțiale ale compușilor elementelor de determinat introduse în flacără sunt neglijabil de mici, se poate presupune că amestecul gazos al flăcării este format în principal din compuși formați în timpul reacției de ardere și produse de disociere a apei. Compoziția aproximativă a gazelor de flacără ale amestecurilor combustibile cele mai frecvent utilizate este prezentată în Tabel. 2.2. După cum se poate observa din tabel, pe lângă produsele de ardere completă, adică CO2 și H2O, amestecul de gaz conține produse de disociere CO și apă, hidroxil liber OH, Og, Hg, O, H și, de asemenea, N2, al cărui moleculele la temperatura flăcării sunt practic nu se disociază. Dintre toți compușii formați din metale, cele mai stabile molecule la aceste temperaturi sunt molecule de monoxid de tip MeO, iar uneori și molecule de tip MeOH. Prin urmare, în condițiile unei concentrații relativ ridicate de oxigen liber și hidroxil, formarea moleculelor altor compuși poate fi neglijată.
Determinarea carbonului în metalele feroase se bazează pe următorul principiu. O probă din metalul analizat este arsă la temperatură ridicată într-o atmosferă de oxigen, iar CO2 rezultat este determinat prin metode gazometrice, gravimetrice sau titrimetrice. Pentru a face acest lucru, o probă cântărită de așchii subțiri de metal sau pulbere (curățată în prealabil cu un solvent organic de o posibilă contaminare cu ulei) este plasată într-o barcă specială din porțelan de înaltă calitate, cuarț sau oxid de aluminiu. Barca este introdusă în tubul ceramic refractar al cuptorului electric și încălzită la 1200°C. Prin conductă este trecut un jet de oxigen, purificat în prealabil din urme de CO2, reducând impuritățile sau particulele solide. Pentru oțelurile cu un conținut ridicat de elemente de aliere, la barcă se adaugă mai puțin de 0,005% metale cu punct de topire mai scăzut precum cuprul, plumbul sau staniul care nu conțin carbon. Gazul trecut prin conductă este curățat de particulele antrenate de oxizi de fier și 303, obținute în timpul arderii sulfului conținut în probă. CO2 poate fi determinat într-un gaz folosind o varietate de metode.
În calculele prin metoda însumării, caracteristicile termodinamice ale reacțiilor de formare a substanțelor sunt utilizate pe scară largă. Energia liberă de formare a unei substanțe în condiții standard, APf, este modificarea energiei libere care are loc atunci când această substanță se formează în starea ei obișnuită (solidă, lichidă sau gazoasă) din elementele constitutive care se află în stare standard. Starea standard a unui element este de obicei considerată a fi cea mai stabilă formă la temperatura camerei. Starea standard a carbonului - grafit, hidrogen sau oxigen - gaze biatomice. Modificarea energiei libere în condiții standard poate fi ușor calculată prin adăugarea energiilor libere standard de formare a componentelor individuale ale reacției. Deci, de exemplu, AP° pentru arderea butadienei (prima reacție în (UP-4) este calculată prin expresia
Coroziunea locală deosebit de agresivă a elementelor cuptorului este observată în timpul arderii gazelor care conțin sulf. Pe aliajele crom-nichel, aceasta se manifestă la o temperatură de 100-150 ° C sub limita rezistenței sale la scară, iar pentru aliajele pe bază de nichel, astfel de fenomene se observă la 650-750 ° C, dacă se creează un mediu reducător. în timpul arderii combustibilului. Cu un exces suficient de oxigen în produsele de ardere a combustibilului care conține sulf, compușii de sulf rezultați nu prezintă agresivitate până la 850 °C. Dacă condițiile unui mediu reducător sunt create ca urmare a arderii incomplete a gazului în cuptor și în prezența SO2 în gaz, atunci viteza de coroziune crește brusc (de 6-25 de ori).
Astfel, la sfârșitul secolului trecut, punctul de vedere, care sugerează că arderea cu flăcări a hidrocarburilor este un proces de descompunere directă a combustibilului în elemente, urmată de interacțiunea acestora cu oxigenul, ar fi trebuit să intre în conflict cu experiența cotidiană a chimiști care au observat încorporarea oxigenului într-o moleculă de hidrocarbură fără a sparge scheletul de carbon. Prima reflectare a acestei contradicții au fost ideile lui Armstrong, progresiste pentru acea vreme, exprimate de el încă din 1874. El a sugerat că etapele intermediare ale arderii de foc a hidrocarburilor sunt formarea tranzitorie a moleculelor hidroxilate instabile, rezultate din introducerea oxigen în molecula de combustibil originală. Astfel de specii oxidate sunt capabile să se descompună la temperatură ridicată în intermediari stabili care conțin oxigen, astfel încât întregul proces poate fi descris ca o hidroxilare secvențială a unei hidrocarburi.
Dintre elementele nemetalice, carbonul și borul sunt cele mai refractare, adică elementele grupelor P1-IV cu o legătură covalentă. Din păcate, nu toate elementele enumerate păstrează un nivel suficient de proprietăți la temperaturi ridicate. Motivul pentru aceasta este compoziția mediului. Deci, de exemplu, diamantul, care are cel mai înalt punct de topire (4200 ° C) dintre toate elementele existente pe pământ, arde la 850-1000 ° C în absența unei atmosfere protectoare și la 700-850 ° C într-un oxigen. atmosferă.molibdenul apare la 250 ° C, iar la temperaturi peste 700 ° C, oxidul începe să se evapore atât de repede încât o bucată de molibden se topește literalmente în fața ochilor noștri. De exemplu, o tijă de molibden cu un diametru de 13 mm la 1100 ° C va fi complet distrusă după 6 ore. Dintre oxizii metalelor refractare, oxidul de reniu are cel mai scăzut punct de topire. Se topește la 300°C și fierbe la o temperatură ceva mai mare. Pe lângă pierderile irecuperabile (calare și produse de ardere sau evaporare), cu expunerea prelungită la temperaturi ridicate, are loc un fel de tratare chimico-termică a straturilor de suprafață, saturarea gazelor cu formarea de compuși fragili.
Aliajele pe bază de nichel sunt folosite pentru a face elemente ale camerelor de ardere. Aceste aliaje prezintă rezistență ridicată la căldură la temperaturi de 1000–1200°C în condiții de oxidare a oxigenului (aer, produse de ardere a gazelor naturale etc.) și, de regulă, sunt supuse unei coroziuni intense în medii.
În aerul WFD, oxigenul folosit pentru arderea combustibilului este în mare parte diluat cu azot, un element de balast care nu ia parte la ardere. Conținutul de oxigen în oxidanții lichizi este mult mai mare decât în aer și ajunge la 75-100% din greutatea oxidantului. În acest sens, concentrația de energie chimică pe unitatea de greutate a combustibilului pentru LRE (combustibil - - oxidant) este mult mai mare decât la combustibilii pentru avioane. În timpul arderii combustibilului pentru LRE, se eliberează o cantitate foarte mare de căldură și se obțin temperaturi ridicate și rate de evacuare a produselor de ardere, ceea ce asigură o putere mare a motorului.
Odată cu creșterea temperaturii la care sunt expuși combustibilii și mai ales uleiurile, în compoziția sedimentelor și a depozitelor se găsesc tot mai mulți compuși îmbogățiți în heteroatomi, în principal oxigen, și carbon. În zonele de stagnare ale motorului, unde nu are loc un schimb suficient de oxigen, se acumulează o cantitate crescută de funingine sau produse de ardere incompletă. În compoziția acestor formațiuni dense de funingine, împreună cu un conținut ridicat de carbon, se găsesc o cantitate semnificativă de elemente de oxigen, sulf, azot și cenușă. Mecanismul de formare a unor astfel de compuși carburați este puțin înțeles. Una dintre teoriile arderii substanțelor (picurare) pornește de la faptul că, în zonele cu temperatură scăzută, dehidrogenarea și condensarea radicalilor liberi se procedează mai întâi la compuși aromatici simpli, iar apoi la compuși complexi cu molecule înalte cu presiune scăzută de vapori chiar și la flacără. temperatura.
Problema răcirii motoarelor cu oxigen este oarecum simplificată dacă sunt folosite ca componentă combustibilă substanțe cu un conținut crescut de atomi de hidrogen din moleculă. Hidrogenul este unul dintre elementele combustibile cele mai producătoare de căldură, dar temperatura sa de ardere într-o atmosferă de oxigen este mult mai mică decât alți combustibili obișnuiți. Arderea hidrogenului în oxigen este însoțită de eliberarea de căldură în cantitate de 3210 kcal/kg la o temperatură ideală de ardere de 4120°C, iar combustibilul carbon-oxigen are o putere termică de 2130 kcal/kg la o temperatură ideală de ardere. de 5950°C.
Principiile calorimetriei moderne. În câteva cazuri, de exemplu, pentru HC1 gazos, HjO și Oj, este posibil să se determine căldura de formare a unui compus prin măsurarea căldurii eliberate în timpul sintezei lor directe din elemente. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, este necesar să se măsoare căldura acelor reacții pentru care sunt cunoscute căldurile de formare a tuturor substanțelor inițiale și a produselor de reacție, cu excepția substanței care ne interesează. Căldura de formare a majorității compușilor organici se obțin prin măsurarea căldurii degajate în timpul arderii în oxigen sub presiune într-o bombă la volum constant. În cazul lui HC1, așa cum sa menționat mai sus, este posibil să se măsoare căldura de formare din Hj și lj la o presiune constantă de aproximativ 1 atm", astfel încât, în afară de corecții minore, efectul termic observat este direct valoarea lui AH. Pe de altă parte, rezultatele obținute la arderea într-o bombă de volum constant sub presiune crescută, dau o modificare a energiei interne corespunzătoare acestei presiuni, aceste date trebuie prelucrate folosind metode de calcul foarte fine pentru a obține valoarea DN. la 1 atm și temperatura camerei.necesită cunoașterea căldurii de formare a HjO, Oj și a altor compuși formați în bombă, prin urmare, dacă aceste constante termochimice nu sunt determinate cu un grad ridicat de precizie, atunci precizia căldurii calculate a formarea va fi insuficientă. Fiabilitatea determinării fiecărei mărimi termochimice depinde în mare măsură de metodele de analiză, la modificat pentru a determina compoziția calitativă și cantitativă a produselor rezultate.
Tesheratura și poziția celui de-al doilea și al treilea element al cuptorului pe parcursul întregii experiențe nu se schimbă. Poziția primului element al cuptorului în raport cu barca și temperatura acesteia sunt determinate în conformitate cu datele din tabel. 7. În procesul de ardere a unei probe de cărbune, rata fluxului de oxigen în vasele de absorbție scade brusc. In aceasta perioada, aportul de oxigen trebuie crescut, aducand-o in circuitul de absorbtie la 1-2 bule la 1 secunda. După încheierea acestei perioade se setează din nou viteza inițială de 2-3 bule la 1 secundă, aceeași în valorile de curățare și absorbție.
Cea mai directă modalitate de a obține informații despre energiile de legare este utilizarea datelor termochimice, adică informații despre efectele termice ale reacțiilor. În practică, cel mai adesea aceste date sunt obținute sub formă de căldură de ardere, adică efectul termic care însoțește arderea completă a unui compus organic la oxizii elementelor sale constitutive (CO2, H2O, SO2), azot, brom și iodul se eliberează sub formă liberă, clorul formează HC1. Arderea se realizează în calorimetre - dispozitive formate din vase metalice puternice pentru arderea unei substanțe sub presiunea oxigenului, iar cantitatea de căldură eliberată este luată în considerare prin creșterea temperaturii într-o manta specială de apă a vasului. Datele obținute sunt folosite pentru a calcula căldura de formare a compușilor din atomii elementelor lor constitutive din căldurile de formare sunt transferate la energiile de legătură. Deci, de exemplu, căldura de formare a metanului este de 1660 kJ/mol. Deoarece patru legături C-H apar în timpul formării metanului, fiecare dintre ele are o energie de 1660 4 = 415 kJ / mol. Diferența dintre căldurile de formare a doi membri învecinați ai seriei de parafine este de aproximativ 1180 kJ / mol, această valoare corespunde căldurii de formare a grupului CH, adică crearea unei legături suplimentare C-C și a două legături C-H. Scăzând energia celor două legături C-H din valoarea de mai sus, se poate obține energia
Lungimile mici ale legăturilor dintre atomii de C kainosimetrici și cu puține straturi permit suprapunerea norilor de n-electroni și, prin urmare, pentru chimia carbonului, legăturile multiple sunt foarte caracteristice, în contrast cu chimia siliciului. Carbonul poate fi numit polidesmogen, adică un element care formează legături duble și triple. Aceste legături sunt atât de puternice (la aceasta contribuie și energia de corelare) și, în același timp, în absența catalizatorilor și a temperaturilor ridicate, sunt atât de puțin reactive (este suficient să reamintim nevoia unui catalizator de platină în hidrogenarea derivați de etilenă) că chimia organică este bogată în monomeri chiar și în clasa compușilor nesaturați, ale căror molecule s-ar putea polimeriza cu ruperea legăturilor multiple dacă inerția lor ar fi depășită cu ajutorul catalizatorilor. Amintiți-vă că moleculele de CO necesită și catalizatori pentru arderea lor în oxigen. Etilena polimerizează la presiuni și temperaturi scăzute numai în prezența catalizatorilor, de exemplu, un amestec de trietil de aluminiu și tetraclorură de titan.
Când se utilizează un detector de căldură de ardere cu filament de platină, temperatura elementului sensibil este menținută între 700 - 800 C. După cum se arată în dependențele prezentate în fig. 5-23, la această temperatură de funcționare, conductibilitatea termică a oxigenului depășește valoarea conductibilității termice a aerului Rdozd, în timp ce conductivitatea termică a azotului R este mai mică decât Rdozd.
Aprinderea unui jet de amestec praf-aer suflat în camera de ardere are natura aprinderii forțate (altfel aprindere) similară cu cea discutată mai sus pentru un amestec omogen gaz-aer. Pornind de-a lungul suprafeței periferice a jetului, aprinderea se dezvoltă treptat până la adâncimea secțiunii sale transversale. Sursa inițială de căldură pentru aprinderea jetului de amestec praf-aer sunt gazele de ardere la temperatură înaltă ejectate de acesta, care înconjoară jetul suflat. Prin amestecarea cu straturile exterioare ale jetului, gazele de ardere le aduc la aprindere. La rândul lor, elementele aprinse ale fluxului și amestecului de aer servesc ca sursă de căldură pentru dezvoltarea ulterioară a aprinderii în adâncimea secțiunii transversale a jetului. Ca urmare, atunci când un jet de aer prăfuit este aprins, la fel cum se observă într-un jet gaz-aer, apare un front de aprindere. Cu toate acestea, trebuie remarcată o diferență foarte semnificativă în dezvoltarea acestui proces între jeturile de gaz și aerul praf. În primul caz, dacă există suficient oxigen în amestec pentru arderea acestuia, arderea (și eliberarea căldurii) se termină într-un front subțire de flacără care separă amestecul inițial neaflam și produsele de ardere. În al doilea caz, arderea și eliberarea căldurii, începând de-a lungul frontului de aprindere, sunt întinse semnificativ în timp și spațiu. Ca urmare, dezvoltarea temperaturilor ridicate în zona de aprindere încetinește, de asemenea, semnificativ, iar viteza de propagare a frontului de aprindere scade brusc în comparație cu un amestec omogen de gaze. Acest lucru se aplică în special combustibililor solizi care sunt săraci în substanțe volatile. Arderea substanțelor volatile, concentrată în zona frontului de aprindere, crește relativ rapid temperatura amestecului inflamabil. Cu un randament ridicat de substanțe volatile, temperatura care se dezvoltă din arderea lor este semnificativ mai mare decât nivelul de aprindere
Dacă rezultatele măsurătorilor puterii calorice a unui compus organic care nu conține alte elemente decât carbon, hidrogen și oxigen au fost calculate corect, atunci valoarea Qe este căldura eliberată la temperatura camerei și o presiune constantă de 1 atm atunci când o substanță este arsă. în oxigen într-o formă stabilă la temperatura camerei, cu formarea diferitelor gaze de dioxid de carbon și apă lichidă. De exemplu, căldura de ardere a alcoolului etilic Qtop. reprezintă valoarea - ΔY a procesului reprezentat de ecuaţie
Toate relațiile descrise sunt valabile nu numai pentru compușii care conțin oxigen. Deci, pentru hidrocarburi, se aplică aceleași rapoarte, dar se presupune că numărul de atomi de oxigen este zero. Pentru compușii care conțin sulf, azot, fosfor, în ecuația (VI.1), se păstrează constanța sumei căldurilor de formare și a căldurilor de ardere, dar un nou termen intră în partea dreaptă a ecuației, reprezentând căldura de arderea elementelor enumerate (mai precis, substanțele simple corespunzătoare). Starea finală a produselor de ardere în acest caz este uneori luată condiționat. Aici, este important doar ca această stare să fie aceeași stare finală adoptată la determinarea căldurii de ardere a unui anumit compus. Aceleași trebuie să fie și stările inițiale ale unui element dat în reacție, căreia îi aparține căldura de ardere a unei substanțe simple și în reacția de formare a compusului considerat din substanțe simple. În practică, această observație se aplică în principal sulfului, deoarece pentru acesta parametrii reacțiilor de formare și, în special, căldura de formare, sunt acum adesea denumiți ca starea sa inițială sub forma unui gaz cu molecule diatomice, Sr(g). ). Deși starea standard a unui astfel de gaz este fizic irealizabilă în condiții normale, este determinată termodinamic destul de bine, iar utilizarea parametrilor săi ca valori de calcul auxiliare face posibilă evitarea efectului de distorsionare al modificărilor stării de agregare a sulf la temperaturi ridicate la exprimarea efectului temperaturii asupra parametrilor reacţiilor de formare. În plus, atunci când compușii care conțin sulf sunt comparați cu compuși de oxigen similari, parametrii reacțiilor de formare cu participarea Sr(r) prezintă în mod natural relații mai regulate decât parametrii reacțiilor de formare cu participarea sulfului ortorombic.
Detectorul termochimic este proiectat similar unui catarometru, dar modificarea rezistenței electrice a filamentului din acesta are loc datorită căldurii degajate în timpul arderii substanțelor analizate pe un filament de platină încălzit la o temperatură ridicată, care este atât un sensibil element al detectorului și un catalizator pentru reacția de ardere. Prin urmare, doar platina este folosită ca material pentru yaichi. Detectorul termochimic este simplu și ușor de utilizat, suficient de sensibil pentru cromatografia de gaz convențională și relativ ieftin. Cu toate acestea, utilizarea sa se limitează doar la analiza substanțelor combustibile și la necesitatea utilizării aerului sau chiar oxigenului ca gaz purtător. În plus, sensibilitatea sa se modifică în timp, iar durata filamentului este scurtă.
În stare liberă, elementele grupului U1V sunt metale refractare, wolfram are un punct de topire maxim pentru metalul l) n + 3387 C. Când metalele sunt arse în aer, se formează oxizi de CrO3, MoO3 și MO3. Osta, bn1, și oxizii cunoscuți sunt instabili termic și, după calcinare, trec și în CrdO3 și MoO3 (03), eliberând fie un exces de oxigen (în cazul descompunerii CrO3, CrO3). fie din excesul de metal (pentru CgO, M0O2),
În tabel. 1.14 arată puterea calorică brută a elementelor în timpul interacțiunii lor cu diverși reactivi, raportată la o unitate de masă a produselor de ardere. Puterea calorică a elementelor atunci când interacționează cu clorul, azotul (cu excepția formării BesH2 și YOU), bor, carbon, siliciu, sulf și fosfor este mult mai mică decât puterea calorică a elementelor atunci când interacționează cu oxigenul și fluorul. O mare varietate de cerințe pentru procesele de ardere și reactivi (în termeni de temperatură, compoziție, starea produselor de ardere etc.) face oportună utilizarea datelor din tabel. 1.14 în dezvoltarea practică a amestecurilor de combustibili într-un scop sau altul.
Prezența atomilor de oxigen într-o moleculă de alcool poate fi considerată o ardere parțială a elementelor combustibile ale acestor compuși. Prin urmare, puterea calorică a alcoolilor este mai mică decât cea a hidrocarburilor. Ca urmare, în timpul arderii alcoolilor, se dezvoltă o temperatură mai scăzută, ceea ce facilitează crearea unui motor de încredere. În plus, alcoolii au o capacitate termică și căldură latentă de vaporizare mai mare decât produsele petroliere (Tabelul 189). Această circumstanță, precum și conținutul relativ ridicat de alcooli în amestecurile solide finite (până la 40-50%), face posibilă utilizarea cu succes a alcoolilor pentru a răci pereții camerei motorului. Suficient
Una dintre cele mai caracteristice proprietăți ale oxigenului este capacitatea sa de a se combina cu majoritatea elementelor cu emisie, căldură și lumină. Pentru a provoca o astfel de combinație, este adesea necesară arderea, încălzirea la o anumită temperatură - temperatura de aprindere, deoarece la temperaturi obișnuite oxigenul este o substanță destul de inertă. Cu toate acestea, în prezența umidității, o combinație lentă cu oxigenul (combustie lentă) are loc deja la temperaturi obișnuite. Cel mai important exemplu al unui astfel de proces este respirația organismelor vii. Dar alte procese de ardere lentă care au loc la temperaturi obișnuite sunt foarte numeroase în natură (vezi și pp. 821 și urm.).
Acest detector folosește efectul căldurii de ardere a componentelor probei analizate în prezența unui catalizator - o rezistență a firului de platină, care este, de asemenea, un element sensibil al detectorului. Prin proiectare, detectorul de putere calorică este în multe privințe similar cu detectorul de conductivitate termică. Doar aerul sau oxigenul poate fi folosit ca gaz purtător, asigurând arderea gazelor. Firele de platină, numite uneori filamente, sunt încălzite la o temperatură de 800-900 ° C. Ele se află, de asemenea, în camerele de comparație și măsurare și sunt rezistențele de umăr ale circuitului podului Wheatstone.
Combustibilul din motoarele de rachetă poate fi acele elemente sau compuși care, în combinație cu agenți oxidanți, asigură o putere termică ridicată a amestecului de combustibil (cel puțin 1500-2000 kcal kg). Fluorul elementar și unii compuși care conțin fluor îndeplinesc aceste cerințe ale tuturor elementelor cunoscute capabile să fie oxidanți, doar oxigenul și fluorul formează amestecuri de combustibil cu putere termică mare. Aici, performanța fluorului ca agent oxidant în combinație cu majoritatea elementelor (cu excepția carbonului) o depășește semnificativ pe cea a oxigenului. Acest lucru se datorează mai multor motive, în special, greutatea moleculară scăzută a fluorului, energia scăzută de disociere (38 kcal mol), exotermicitatea reacțiilor cu multe elemente. Reactivitatea ridicată a fluorului, care duce la aprinderea majorității substanțelor combustibile din mediul său, se datorează, pe de o parte, cantității mici de energie necesară pentru a rupe legăturile din molecula sa și, pe de altă parte, unei cantități mari. de căldură eliberată în timpul formării unei legături între un atom de fluor și un atom orice alt element (de exemplu, energia legăturii C-G este de 104 kcal mol) și, în consecință, stabilitatea ridicată a multor compuși ai fluorului. De exemplu, fluorura de hidrogen, formată prin oxidarea hidrogenului sau a unui combustibil care conține hidrogen cu fluor, poate exista sub formă moleculară chiar și la temperaturi foarte ridicate. După molecula de azot, molecula NG este una dintre cele mai stabile termic. Astfel, produsul arderii hidrogenului în fluor - fluorură de hidrogen - în ceea ce privește rezistența la disociere și proprietățile termodinamice depășește semnificativ
În experimentul cu brichete pe bază conductivă de grafit, în absența oxigenului în mediul gazos, sablare prelungită duce la o scădere a semnalului analitic. Această circumstanță se explică prin condițiile nefavorabile pentru arderea grafitului ca bază și prin dificultatea de ieșire a particulelor în norul de descărcare. Un alt factor care explică această scădere îl reprezintă procesele de formare a carburilor, deoarece este cel mai pronunțat pentru elementele pământurilor rare și alte elemente predispuse la formarea carburilor - zirconiu, titan. Studiile termodinamice ale posibilelor reacții chimice pentru elementele pământurilor rare la temperaturi de proces peste 2000°C confirmă punctul de vedere declarat.
Procesul principal de ardere, care are loc și în camera de ardere a unei turbine cu gaz, este procesul de oxidare a combustibilului într-o atmosferă de oxigen atmosferic. În același timp, se dezvoltă temperaturi de flacără destul de semnificative (aproximativ 1500-1600°C). În sens chimic, se poate spune că procesul de ardere duce la mineralizarea completă a substanței, deoarece produsele arderii sunt cei mai simpli oxizi de CO2, H2O etc. Elementele agresive sunt și sulful oxidat până la 50 g și parțial. până la 80 g de vanadiu la oxidul superior V2O. Astfel, oxidarea are loc în camera de ardere cu formarea de oxizi simpli din molecule complexe ale maeuth inițial.
Toate rapoartele descrise sunt valabile nu numai pentru compușii care conțin oxigen. Deci, pentru hidrocarburi, se aplică aceleași rapoarte, dar se presupune că numărul de atomi de oxigen este zero. Pentru compușii care conțin sulf, azot, fosfor, în ecuația (VI, 1), se păstrează constanța sumei căldurilor de formare și a căldurilor de ardere, dar un nou termen intră în partea dreaptă a ecuației, reprezentând căldura de arderea elementelor enumerate (mai precis, substanțele simple corespunzătoare). Starea finală a produselor de ardere în acest caz este uneori luată condiționat. Aici este important doar ca această stare să fie aceeași stare finală adoptată la determinarea căldurii de ardere a unui anumit compus. Aceleași trebuie să fie și stările inițiale ale unui element dat în reacție, căreia îi aparține căldura de ardere a unei substanțe simple și în reacția de formare a compusului considerat din substanțe simple. În practică, această remarcă se aplică în principal sulfului, deoarece pentru acesta parametrii reacțiilor de formare și, în special, căldura de formare se referă în prezent adesea la starea sa inițială sub formă de gaz, cu molecule diatomice, Sr(r). ). Deși starea standard a unui astfel de gaz este fizic irealizabilă în condiții normale, este bine definită termodinamic, iar utilizarea parametrilor săi ca valori calculate auxiliare face posibilă exprimarea efectului temperaturii.
Cu excepția gazelor din grupa VIH, toate elementele se combină exotermic cu oxigenul, dar doar câteva dintre ele pot fi tăiate cu un jet de oxigen. Datele despre capacitatea unui număr de metale pure de a fi tăiate de oxigen sunt date în tabel. VIII.2. Faptul că oxidul format în timpul arderii are uneori un punct de topire mai mic decât metalul de bază (vezi tabelul VIII.2) nu poate oferi o explicație exhaustivă a capacității acestui element de a fi tăiat, deși acest criteriu este cel mai adesea folosit pentru a explica comportarea aliajelor de fier.la tăiere.
Cazul (a) - lipsa oxigenului. Calculul se bazează pe 1 g de combustibil care conține (C), (H), (N) și (O) grame de elemente corespunzătoare. Căldura de formare a unui propulsor solid este considerată egală cu k. Sarcina este de a calcula compoziția produșilor de reacție formați la temperatura și presiunea totală P. În prezența oricăror elemente anorganice, se determină mai întâi produsele lor de combustie și se determină cantitatea necesară. numărul de gramame se scade din numărul inițial de gramame ale diferitelor elemente.
Vezi paginile în care este menționat termenul Temperatura de ardere a elementelor din oxigen: Fundamentals of General Chemistry Volumul 2 Ediția 3 (1973) -- [
Păstrarea sănătății în încăperile încălzite cu încălzitoare este de o importanță deosebită, deoarece lipsa umidității afectează negativ starea sistemului respirator, nervos și endocrin al organismului. Cum să vă încălziți iarna la țară și, în același timp, să nu vă dăunați sănătății? Există o cale de ieșire din această situație - încălzitoarele care nu ard aerul.
Când aerul trece prin elementul de încălzire al dispozitivului de încălzire, are loc o reacție chimică, în care moleculele de oxigen devin foarte fierbinți. Ca urmare, se pierde până la 60% din umiditate. Camera poate simți o ușoară lipsă de prospețime, doriți să deschideți o fereastră pentru a ventila camera. Copiii sunt deosebit de sensibili la lipsa de umiditate.
Grupul de dispozitive periculoase care ard oxigen include încălzitoarele de uz casnic de generație veche cu bobină deschisă, care este înfășurată pe o bază ceramică sau un foc deschis de origine artificială (șeminee, sobe, sobe cu gaz).
Unii locuitori de vară notează că radiatoarele cu ulei nu ard oxigenul. Evident, acest lucru nu se simte, dar atunci când lucrează câteva ore la rând se simte o uşoară lipsă de oxigen în cameră. Studiile au arătat că radiatoarele cu ulei scad nivelul de umiditate din cameră la 40%, limita minimă necesară este de 60%.
De asemenea, produsele de casă realizate cu încălcarea tuturor standardelor și regulilor de siguranță ar trebui incluse în grupul de încălzire a aparatelor de uz casnic periculoase pentru sănătate.
Astfel de încălzitoare nu numai că ard oxigenul, dar contribuie și la eliberarea de compuși toxici din praful din cameră. Având în vedere toate dezavantajele dispozitivelor de mai sus pentru încălzirea spațiilor rezidențiale din țară, urmează concluzia - trebuie să cumpărați un încălzitor care nu arde oxigenul. Aceasta va fi cea mai bună opțiune, deoarece progresul tehnologic nu stă pe loc. Ca rezultat al inovațiilor constante, sunt create încălzitoare complet sigure care mențin echilibrul umidității din cameră.
Pentru a alege încălzitorul potrivit, trebuie să determinați care dintre ele nu ard oxigenul.
Care încălzitoare nu ard oxigenul
Dispozitivele moderne pentru încălzirea spațiului sunt dotate cu multe proprietăți avantajoase și convenabile și, cel mai important, sigure. Nesigure, modelele vechi sunt înlocuite de cele mai recente evoluții. Producătorii încearcă în mod constant să ofere cele mai bune produse care îndeplinesc toate cerințele standardelor moderne de calitate și siguranță.
În ciuda acestui fapt, unii rezidenți de vară încă folosesc echipamente de încălzire nesigure, expunându-se în mod constant la riscul de boli respiratorii grave.
Încălzitoarele moderne exclud complet arderea oxigenului și crearea de produse de ardere (fumuri sau compuși toxici periculoși).
Ce încălzitoare nu ard oxigenul? Răspunsul la această întrebare ar trebui găsit în revizuirea încălzitoarelor pentru căsuțele de vară și acasă:
- ceramică.
- Micatermic.
- Cuarţ.
- infraroşu.
- Convector.
Incalzitoare ceramice. Primul tip de încălzitor care nu arde oxigenul sunt panourile ceramice. Principiul funcționării lor se bazează pe radiația infraroșie cu undă lungă. Încălzește mai întâi obiectele și apoi aerul. Structura încălzitorului vă permite să-l agățați pe un perete sau pe tavan sau pur și simplu să îl puneți pe podea într-un loc convenabil pentru proprietar din cameră. Elementul de incalzire este ascuns in spatele unui panou (carcasa ceramica), care are un aspect destul de estetic. Astfel, oxigenul nu intră în contact cu elementul de încălzire, ceea ce înseamnă că umiditatea din cameră este menținută la nivelul dorit.
Unii producători, pentru a crește transferul de căldură și pentru a păstra umiditatea, creează o suprafață ondulată a unor modele ale dispozitivelor lor. Acest principiu minimizează încălzirea suprafeței ceramice. Din acest motiv, procesul de oxidare a oxigenului este exclus și, în consecință, uscarea acestuia. Cele mai bune modele de radiatoare ceramice sunt: Hybrid, Venice 750, ECO-370.
. Acesta este unul dintre tipurile de încălzitoare cu infraroșu, care funcționează pe principiul încălzirii cu unde îndepărtate a obiectelor și a oamenilor. care sunt în cameră. Funcționarea acestui tip de dispozitiv de încălzire se bazează pe o tehnologie care a fost folosită doar în medicină și în industria spațială. Acum este introdus în viața de zi cu zi. Baza structurii sale este alcătuită din plăci metalice acoperite cu o minge de mică. Astfel de încălzitoare nu usucă aerul. În plus, acestea sunt una dintre opțiunile cele mai rentabile. De exemplu, este capabil să încălzească o cameră de 30m 2 în 2,5-3 ore, cu o putere de 1,5 kW/h. Principiul de funcționare este foarte asemănător cu încălzitoarele moderne de cuarț. Un astfel de dispozitiv poate fi așezat pe podea și atârnat pe perete. Unele dintre cele mai bune modele ale anului trecut sunt: ENSA P750T, Polaris PCH 1071, PMH 1596RCD, Polaris PMH 1501HUM.
încălzitor cu cuarț. Acest tip de încălzitor cu infraroșu aparține și celor care nu ard oxigenul într-o cameră încălzită. Principiul structurii și funcționării sale se bazează pe incandescența unui filament de wolfram, care este ascuns într-un tub de cuarț. Cuarțul este un material de mare rezistență și rezistență la temperaturi ridicate. Suprafața sa nu se încălzește până la temperaturi critice pentru uscarea aerului. În același timp, încălzește eficient obiectele și oamenii care sunt afectați de razele infraroșii. Cele mai bune încălzitoare de cuarț sunt considerate a fi produse ale mărcii mondiale - OZN.
Încălzitoare cu infraroșu. Aceste încălzitoare nu usucă aerul, deoarece principiul funcționării lor se bazează pe radiația infraroșu cu unde scurte și unde lungi. Este similar cu radiația pe care o dă soarele, așa că o persoană aflată sub influența unui încălzitor se simte confortabil chiar și în aer liber, ca să nu mai vorbim de interior. Încălzitoarele cu infraroșu sunt destul de economice și folosesc foarte puțină energie electrică, pe baza parametrilor lor. După ce dispozitivul este oprit, obiectele încălzite de acesta radiază căldură pentru o lungă perioadă de timp.
Principalele avantaje ale încălzitoarelor cu infraroșu simple sunt:
- Preț. Pretul acestui echipament este mic. Ele pot fi achiziționate de la orice magazin de produse electrice. Gama și tipurile de modele sunt prezentate într-o gamă largă.
- economie. Consumul de energie electrică este scăzut, ceea ce le face cea mai bună alegere pentru aplicații rezidențiale private și mici comerciale.
- Versatilitate. Sunt folosite atât în exterior, cât și în interior. Pot fi agățate pe perete, tavan sau instalate pe picioare speciale, care sunt incluse în pachetul de bază.
Cele mai bune încălzitoare de acest tip sunt - ENSA P900G, IK-2.0, produse de la Polaris, UFO, AEG.
Încălzitoare cu convector. Alegerea unui încălzitor de acest tip va fi, de asemenea, optimă. Funcționează pe principiul unui schimbător de căldură, iar prezența unui ventilator contribuie la distribuția aerului în încăpere. Aerul rece intră din partea de jos a convectorului, trece prin el, se încălzește și urcă. Apoi se răcește și coboară. Acest proces se repetă din nou, astfel încât convectorul să nu usuce aerul.
Cele mai bune aparate de acest tip sunt: produsele companiei Roda Bravo, Neoklima Comfort, Bonjour CEG FN Meca.
Câteva recomandări pentru alegerea unui încălzitor fără oxigen
Atunci când alegeți un încălzitor pentru căsuțele de vară și acasă, ar trebui să vă ghidați după recenzii, instrucțiuni, recomandări ale experților și propriile preferințe. Dacă observați orice abateri în funcționarea obișnuită a încălzitorului, ar trebui să îl abandonați imediat și să găsiți un alt model sau să căutați același, dar într-un alt magazin. 
Potrivit experților, unele încălzitoare electrice imită încălzirea spațiului, creând un transfer de căldură imaginar. Acest lucru se aplică falsurilor, dintre care există multe pe piață. În cel mai bun caz, în astfel de dispozitive sunt încorporate ventilatoare cu elemente de încălzire, care se defectează foarte repede. Pentru a nu irosi banii, ar trebui sa evitati cumparaturile in institutii dubioase sau in bazaruri unde nu exista garantie pentru produs. De asemenea, nu trebuie să cumpărați produsul de la punctele de vânzare unde nu este eliberat o chitanță sau un document cu sigiliu umed.
Alegeți numai mărci de încredere în dealeri specializate sau pe portaluri comerciale oficiale.
În timpul achiziționării directe a unui încălzitor, trebuie acordată o atenție deosebită funcționalității dispozitivului. Asigurați-vă că îl includeți în sursa de alimentare. De asemenea, funcțiile importante includ prezența împământului, un termostat, protecție împotriva supraîncălzirii și supratensiunii.
De-a lungul întregii perioade de funcționare, este important să îndepliniți toate cerințele instrucțiunilor, apoi încălzitorul va dura mult timp, oferind confort în cameră în perioada rece a anului.
Autor Vladimir Anikeichev a pus o întrebare în Știință, tehnologie, limbi
Arde oxigenul? și am primit cel mai bun răspuns
Răspuns de la Alb și pufos. bine, aproape [guru]
oxigenul arde într-o atmosferă de fluor, unde oxigenul este combustibilul și
fluor oxidant
Răspuns de la Alexandru Shcherbaty[guru]
Da, oxidarea la ozon, de ex. O3
Răspuns de la Natalya Kenga Kostyukova[expert]
Oxigenul, un gaz oxidat, nu arde, dar susține oxidarea și favorizează arderea altor substanțe.
Răspuns de la Andrei Kutuzov[guru]
Ela. ca chimist, e nasol pentru mine ca chimist sa citesc niste raspunsuri la aceasta intrebare.Aici, pentru multe raspunsuri, este necesar sa dau comentarii detaliate cate o jumatate de ora, deoarece sunt PARTIAL raspunsuri corecte, dar cu distorsiuni si Gresite. , dar cele științifice. Mai bine luați un manual de chimie și uitați-vă la capitolul „oxigen”, altfel veți primi câteva pentru aceste răspunsuri..
Răspuns de la Grishkovets[guru]
În general, oxigenul nu este oxidat în timpul arderii. Este în sine un agent oxidant. Aceasta înseamnă că, pentru ca oxigenul să ardă, este necesar să se ia un element care este un agent oxidant puternic. Este fluor! atunci când este combinat cu oxigen, va fi un agent oxidant. Aceasta înseamnă că oxigenul este ars.
Răspuns de la Andrew[maestru]
Arderea este un proces fizic și chimic în care transformarea unei substanțe este însoțită de o eliberare intensă de energie și transfer de căldură și masă cu mediul. Dacă procesul chimic de bază este oxidativ este irelevant.
În sensul de zi cu zi, produsele combustibile înseamnă ceea ce trebuie să fie furnizat zonei de ardere (sau trebuie creată o rezervă în prealabil). În arderea oxigenului atmosferic, cu accesul oxigenului din aer, acesta este de obicei uitat în lista substanţelor combustibile. Deși este același produs combustibil ca și alții, nu există nicio problemă specială cu livrarea acestuia.
Puteți vedea flacăra oxigenului, de exemplu, dacă umpleți o brichetă cu oxigen și faceți clic pe ea pe o planetă cu atmosferă de metan (sunt destule). Flacăra va fi imposibil de distins de arderea metanului într-o atmosferă de oxigen, dar este posibil ca flacăra în sine să fumeze (nu va exista exces de oxigen pentru a arde funingine).
Când oxigenul arde într-o atmosferă de hidrogen, nu va exista nicio diferență.
Răspuns de la Violetta Shalamova[incepator]
Nu arde
Răspuns de la Victor[incepator]
„Oxigenul arde într-o atmosferă de fluor, unde oxigenul este combustibilul și
oxidant de fluor" - Răspunsul nu este corect! Oxigenul nu arde în Fluor.
Răspuns de la Alex[guru]
Nu, nu arde. Conform tabelului periodic, oxigenul este oxidat (adică are o stare de oxidare pozitivă) numai cu fluor. Din câte îmi amintesc, o reacție directă nu poate fi efectuată. Doar indirect prin tot felul de compuși cu fluor.
Răspuns de la AgaSFeR[guru]
cred ca da!!chiar apa arde!!apropo din cauza oxigenului!!
Răspuns de la iluzie[guru]
Spălați cu oxigen gaz neinflamabil, inodor și incolor!
Răspuns de la Mihail Levin[guru]
lanterna poate fi văzută fără nicio reacție - doar încălziți puțul de gaz (până la 2-3 mii).
Deci întrebarea este nedefinită.
Răspuns de la MARICHI[guru]
Nu, oxigenul nu arde, se oxidează.
Răspuns de la Olga Kravcenko[maestru]
Oxigenul în sine nu arde, oxigenul susține arderea. Adică dacă aprindeți combustibilul în oxigen, flacăra este mai intensă, pot apărea proprietăți suplimentare. Dar arde de fapt COMBUSTIBIL, nu oxigen.
Răspuns de la Mari Lev[guru]
la școală au învățat că oxigenul în sine nu arde, ci doar sprijină arderea ... Dar cum, de fapt - nu știu - acum s-au descoperit atât de multe lucruri noi și teoriile stabilite se prăbușesc ...
Oxigenul intră în compuși cu aproape toate elementele sistemului periodic al lui Mendeleev.
Reacția oricărei substanțe cu oxigenul se numește oxidare.
Majoritatea acestor reacții implică eliberarea de căldură. Dacă lumina este eliberată în timpul unei reacții de oxidare concomitent cu căldura, se numește ardere. Cu toate acestea, nu este întotdeauna posibil să se observe căldura și lumina eliberate, deoarece în unele cazuri oxidarea are loc extrem de lent. Este posibil să observați degajarea de căldură atunci când reacția de oxidare are loc rapid.
Ca urmare a oricărei oxidări - rapidă sau lentă - în majoritatea cazurilor se formează oxizi: compuși ai metalelor, carbon, sulf, fosfor și alte elemente cu oxigen.
Probabil ați văzut de mai multe ori cum sunt acoperite acoperișurile de fier. Înainte de a le acoperi cu fier nou, cel vechi este aruncat jos. Solzii maro - rugină - cad la pământ împreună cu fierul. Acesta este oxidul de fier hidrat, care încet, de-a lungul mai multor ani, s-a format pe fier sub acțiunea oxigenului, umidității și dioxidului de carbon.
Rugina poate fi gândită ca o combinație de oxid de fier cu o moleculă de apă. Are o structură liberă și nu protejează fierul de distrugere.
Pentru a proteja fierul de distrugere - coroziune - este de obicei acoperit cu vopsea sau alte materiale rezistente la coroziune: zinc, crom, nichel și alte metale. Proprietățile protectoare ale acestor metale, cum ar fi aluminiul, se bazează pe faptul că sunt acoperite cu o peliculă subțire stabilă de oxizi ai lor, care protejează stratul de distrugere ulterioară.
Acoperirile de protecție încetinesc semnificativ procesul de oxidare a metalelor.
În natură, au loc constant procese de oxidare lentă, asemănătoare arderii.
În timpul degradarii lemnului, paielor, frunzelor și a altor substanțe organice, au loc procesele de oxidare a carbonului, care face parte din aceste substanțe. Căldura este eliberată extrem de lent și, prin urmare, trece de obicei neobservată.
Dar uneori acest tip de procese oxidative în sine sunt accelerate și se transformă în ardere.
Arderea spontană poate fi observată într-un car de fân umed.
Oxidarea rapidă cu eliberarea unei cantități mari de căldură și lumină poate fi observată nu numai în timpul arderii lemnului, kerosenului, lumânărilor, uleiului și altor materiale combustibile care conțin carbon, ci și în timpul arderii fierului.
Turnați puțină apă în borcan și umpleți-l cu oxigen. Apoi puneți o spirală de fier în borcan, la capătul căreia se fixează o așchie care mocnește. Așchia și în spatele ei spirala se vor aprinde cu o flacără strălucitoare, împrăștiind scântei în formă de stea în toate direcțiile.
Acesta este procesul de oxidare rapidă a fierului de către oxigen. A început la o temperatură ridicată, care a dat o așchie arzătoare, și continuă până la arderea completă a spiralei datorită căldurii degajate în timpul arderii fierului.
Există atât de multă căldură din aceasta încât particulele de fier oxidat formate în timpul arderii strălucesc alb, luminând puternic borcanul.
Compoziția solzii formate în timpul arderii fierului este oarecum diferită de compoziția oxidului format sub formă de rugină în timpul oxidării lente a fierului în aer în prezența umidității.
În primul caz, oxidarea se duce la oxidul feros (Fe 3 O 4), care face parte din minereul de fier magnetic; în al doilea, se formează un oxid care seamănă foarte mult cu minereul de fier brun, care are formula 2Fe 2 O 3 ∙ H 2 O.
Astfel, în funcție de condițiile în care are loc oxidarea, se formează diverși oxizi, care diferă între ei prin conținutul de oxigen.
Deci, de exemplu, carbonul în combinație cu oxigenul dă doi oxizi - monoxid de carbon și dioxid de carbon. Cu o lipsă de oxigen, are loc arderea incompletă a carbonului cu formarea de monoxid de carbon (CO), care în cămin se numește monoxid de carbon. Arderea completă produce dioxid de carbon sau dioxid de carbon (CO 2 ).
Fosforul, care arde în condiții de lipsă de oxigen, formează anhidridă de fosfor (P 2 O 3), iar în exces - anhidridă de fosfor (P 2 O 5). Sulful în diferite condiții de ardere poate da, de asemenea, anhidridă sulfuroasă (SO2) sau sulfuric (SO3).
În oxigenul pur, arderea și alte reacții de oxidare se desfășoară mai repede și ajung la final.
De ce arderea are loc mai viguros în oxigen decât în aer?
Oxigenul pur are proprietăți speciale pe care oxigenul atmosferic nu le are? Desigur că nu. În ambele cazuri avem același oxigen, cu aceleași proprietăți. Doar aerul conține de 5 ori mai puțin oxigen decât același volum de oxigen pur și, în plus, oxigenul este amestecat în aer cu cantități mari de azot, care nu numai că nu se arde singur, dar nici nu susține arderea. Prin urmare, dacă oxigenul din aer este deja consumat direct lângă flacără, atunci o altă porțiune din acesta trebuie să străpungă azotul și produsele de combustie. În consecință, arderea mai viguroasă într-o atmosferă de oxigen poate fi explicată prin alimentarea sa mai rapidă la locul de ardere. În acest caz, procesul de combinare a oxigenului cu o substanță care arde este mai energetic și se eliberează mai multă căldură. Cu cât este furnizat mai mult oxigen substanței care arde pe unitatea de timp, cu atât flacăra este mai strălucitoare, cu atât temperatura este mai mare și arderea este mai puternică.
Oxigenul în sine arde?
Luați cilindrul și întoarceți-l cu susul în jos. Puneți un tub de hidrogen sub cilindru. Deoarece hidrogenul este mai ușor decât aerul, acesta va umple complet cilindrul.
Aprindeți hidrogenul lângă partea deschisă a cilindrului și introduceți un tub de sticlă prin flacără în el, prin care curge oxigenul gazos. Aproape de capătul tubului se va aprinde un foc care va arde în liniște în interiorul unui cilindru plin cu hidrogen. Nu oxigenul arde, ci hidrogenul în prezența unei cantități mici de oxigen care iese din tub.
Ce se formează în urma arderii hidrogenului? Care este oxidul rezultat?
Hidrogenul este oxidat în apă. Într-adevăr, picăturile de vapori de apă condensați încep să se depună treptat pe pereții cilindrului. 1 moleculă de oxigen trece la oxidarea a 2 molecule de hidrogen și se formează 2 molecule de apă (2H 2 + O 2 → 2H 2 O).
Dacă oxigenul curge încet din tub, se arde complet în atmosfera de hidrogen, iar experimentul decurge fără probleme.
Trebuie doar să creșteți aportul de oxigen atât de mult încât să nu aibă timp să se ardă complet, o parte din acesta va trece dincolo de flacără, unde se formează buzunare de amestec de hidrogen și oxigen și vor apărea mici fulgerări separate, similar cu exploziile.
Un amestec de oxigen și hidrogen este un gaz exploziv. Dacă dai foc unui gaz exploziv, va avea loc o explozie puternică: când oxigenul se combină cu hidrogenul, se obține apă și se dezvoltă o temperatură ridicată. Vaporii de apă și gazele din jur se extind foarte mult, creând o presiune mare, la care nu numai un cilindru de sticlă, ci și un vas mai durabil poate sparge cu ușurință. Prin urmare, lucrul cu un amestec exploziv necesită o atenție specială.
Oxigenul are o altă proprietate interesantă. Intră în combinație cu unele elemente, formând compuși peroxidici.
Să luăm un exemplu tipic. Hidrogenul, după cum știți, este monovalent, oxigenul este bivalent: 2 atomi de hidrogen se pot combina cu 1 atom de oxigen. Aceasta produce apă. Structura unei molecule de apă este de obicei descrisă ca H - O - H. Dacă la o moleculă de apă este atașat încă un atom de oxigen, atunci se formează peroxid de hidrogen, a cărui formulă este H 2 O 2.
Unde intră al doilea atom de oxigen în acest compus și prin ce legături este ținut? Al doilea atom de oxigen, parcă, rupe legătura primului cu unul dintre atomii de hidrogen și devine între ei, formând astfel compusul H-O-O-H. Aceeași structură are peroxid de sodiu (Na-O-O-Na), peroxid de bariu.
Caracteristic compușilor peroxid este prezența a 2 atomi de oxigen, interconectați printr-o singură valență. Prin urmare, 2 atomi de hidrogen, 2 atomi de sodiu sau 1 atom de bariu se pot atașa nu un atom de oxigen cu două valențe (-O-), ci 2 atomi, care, ca urmare a legăturii dintre ei, au de asemenea doar doi atomi liberi. valențe (-O- O-).
Peroxidul de hidrogen poate fi obţinut prin acţiunea acidului sulfuric diluat asupra peroxidului de sodiu (Na 2 O 2) sau a peroxidului de bariu (BaO 2). Este mai convenabil să folosiți peroxid de bariu, deoarece atunci când acidul sulfuric acționează asupra acestuia, se formează un precipitat insolubil de sulfat de bariu, din care peroxidul de hidrogen este ușor separat prin filtrare (BaO 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + H 2 O) 2).
Peroxidul de hidrogen, ca și ozonul, este un compus instabil și se descompune în apă și un atom de oxigen, care în momentul eliberării are o putere de oxidare mare. La temperaturi scăzute și pe întuneric, descompunerea peroxidului de hidrogen este lentă. Și când este încălzit și în lumină, se întâmplă mult mai repede. Nisipul, dioxidul de mangan sub formă de pulbere, argintul sau platina accelerează, de asemenea, descompunerea peroxidului de hidrogen, în timp ce acestea rămân neschimbate. Substanțele care afectează doar viteza unei reacții chimice, în timp ce ele însele rămân neschimbate, sunt numite catalizatori.
Dacă turnați puțin peroxid de hidrogen într-o sticlă, în fundul căreia se află un catalizator - pulbere de dioxid de mangan, descompunerea peroxidului de hidrogen se va desfășura cu o astfel de viteză încât puteți observa eliberarea de bule de oxigen.
Capacitatea de a oxida diferiți compuși este deținută nu numai de oxigenul gazos, ci și de unii compuși în care este inclus.
Peroxidul de hidrogen este un bun agent de oxidare. Înălbește diverse coloranți și, prin urmare, este folosit în tehnologie pentru albirea mătăsii, blănurilor și a altor produse.
Capacitatea peroxidului de hidrogen de a ucide diferiți microbi îi permite să fie utilizat ca dezinfectant. Peroxidul de hidrogen este folosit pentru spălarea rănilor, gargară și în practica stomatologică.
Acidul azotic (HNO3) are proprietăți oxidante puternice. Dacă la acidul azotic se adaugă o picătură de terebentină, se formează o strălucire strălucitoare: carbonul și hidrogenul, care fac parte din terebentină, sunt oxidate rapid cu eliberarea unei cantități mari de căldură.
Hârtia și țesăturile umezite cu acid azotic sunt distruse rapid. Substanțele organice din care sunt fabricate aceste materiale sunt oxidate de acidul azotic și își pierd proprietățile. Dacă hârtia sau pânza înmuiată în acid azotic este încălzită, procesul de oxidare se va accelera atât de mult încât poate apărea o fulgerare.
Acidul azotic oxidează nu numai compușii organici, ci și unele metale. Cuprul, atunci când este expus la acid azotic concentrat, este oxidat mai întâi în oxid de cupru, eliberând dioxid de azot din acidul azotic, iar apoi oxidul de cupru se transformă în nitrat de cupru.
Nu numai acidul azotic, ci și unele dintre sărurile sale au proprietăți oxidante puternice.
Sărurile de acid azotic de potasiu, sodiu, calciu și amoniu, numite salpetru în tehnologie, se descompun atunci când sunt încălzite, eliberând oxigen. La temperaturi ridicate în salitrul topit, jarul arde atât de puternic încât apare o lumină albă strălucitoare. Dacă totuși, o bucată de sulf este aruncată într-o eprubetă cu salpetru topit împreună cu un cărbune mocnit, arderea va continua cu o asemenea intensitate și temperatura va crește atât de mult încât sticla va începe să se topească. Aceste proprietăți ale salitrului sunt cunoscute de multă vreme omului; a profitat de aceste proprietăți pentru a face praf de pușcă.
Praful de pușcă negru sau fumuriu este făcut din salpetru, cărbune și sulf. În acest amestec, cărbunele și sulful sunt materiale combustibile. Când sunt arse, se transformă în dioxid de carbon gazos (CO 2 ) și sulfură de potasiu solidă (K 2 S). Salpetrul, în descompunere, eliberează o cantitate mare de oxigen și azot gazos. Oxigenul eliberat îmbunătățește arderea cărbunelui și a sulfului.
Ca urmare a arderii, se dezvoltă o temperatură atât de ridicată încât gazele formate s-ar putea extinde la un volum care este de 2000 de ori volumul prafului de pușcă luat. Dar pereții unui vas închis, unde praful de pușcă este de obicei ars, nu permit gazelor să se extindă ușor și liber. Se creează o presiune enormă, care sparge vasul în punctul său cel mai slab. Se aude o explozie asurzitoare, gazele izbucnesc cu zgomot, purtând cu ele particule solide zdrobite sub formă de fum.
Deci, din azotat de potasiu, cărbune și sulf, se formează un amestec care are o putere distructivă extraordinară.
Compușii cu proprietăți oxidante puternice includ și săruri ale acizilor clor care conțin oxigen. Sarea lui Bertolet, atunci când este încălzită, se descompune în clorură de potasiu și oxigen atomic.
Chiar mai ușor decât sarea, clorura sau înălbitorul lui Bertolet, varul renunță la oxigen. Varul alb este folosit pentru albirea bumbacului, inului, hârtiei și a altor materiale. Varul clor este folosit și ca remediu împotriva substanțelor otrăvitoare: substanțele otrăvitoare, ca mulți alți compuși complecși, sunt distruse de agenții oxidanți puternici.
Proprietățile oxidante ale oxigenului, capacitatea sa de a se combina cu ușurință cu diverse elemente și de a susține energic arderea, în timp ce dezvoltă o temperatură ridicată, au atras de multă vreme atenția oamenilor de știință din diverse domenii ale științei. Chimiștii și metalurgiștii au fost interesați în mod special de acest lucru. Dar utilizarea oxigenului a fost limitată, deoarece nu exista o modalitate ușoară și ieftină de a-l obține din aer și apă.
Fizicienii au venit în ajutorul chimiștilor și metalurgiștilor. Au găsit o modalitate foarte convenabilă de a extrage oxigenul din aer, iar chimiștii fizici au învățat cum să-l obțină în cantități uriașe din apă.
Unul dintre cele mai importante criterii pentru alegerea unui încălzitor este siguranța. Acest lucru este valabil mai ales atunci când cumpărați un încălzitor pentru camera unui copil. În acest caz, încălzitoarele moderne care nu ard aer sunt ideale.
Calitatea aerului depinde direct de tipul de încălzire. Nivelul de ardere a oxigenului din expunerea la razele de căldură poate fi crescut, ceea ce afectează negativ sănătatea umană (în special a copilului).
Oxigenul este ars de acele încălzitoare care au o spirală deschisă (pistole termice electrice și pe gaz), încălzitoare cu ventilator sau un element de încălzire (încălzitoare a căror spirală este înfășurată pe o bază ceramică), o flacără deschisă (). Astfel de dispozitive ard nu numai oxigenul, ci și particulele de praf care cad pe ele, ceea ce provoacă eliberarea de gaze toxice.
Încălzitoarele clasice au fost înlocuite cu încălzitoarele, care au multe funcții avantajoase. Unii locuitori de vară folosesc încă încălzitoare vechi, cu riscul de a fi influențați de impactul negativ al acestora.
Tendințele moderne în producția de aparate de încălzire fie elimină complet arderea aerului, fie ard un procent mic din acesta. Ce încălzitoare nu ard oxigenul?
Există mai multe modele care sunt recomandate pentru încălzirea spațiilor unei case sau cabane:
- Convector.
- infraroşu.
- ceramică.
- Ulei.
. Datorită prezenței unui radiator încorporat, convectoarele electrice nu ard oxigen deloc. Principiul funcționării sale se bazează pe schimbul de căldură: trecerea aerului rece din cameră prin grila inferioară de admisie a aerului, apoi aerul trece printr-un radiator încălzit și iese deja încălzit până la o temperatură predeterminată. Convectoarele nu au ventilatoare - aerul cald iese natural din el, fără a perturba echilibrul umidității din cameră. Corpul convectorului în sine rămâne neîncălzit.
Trebuie remarcat faptul că un semn excelent al ecologicității încălzitorului este încetineala încălzirii. Dacă temperatura aerului din cameră începe să crească brusc, aceasta poate indica o încălcare a echilibrului de umiditate, ceea ce nu este important pentru sănătate.
. Aceste încălzitoare nu usucă aerul la fel de bine ca convectoarele. Dar, conform principiului acțiunii, ele diferă unele de altele. Când încălzitorul cu infraroșu funcționează, nu aerul este încălzit, ci obiectele. Apoi camera se încălzește de la ei. Există încălzitoare cu undă lungă (, panou ceramic, aer condiționat) și cu undă scurtă (lampă, sisteme ceramice cu infraroșu). Razele unui încălzitor cu infraroșu nu sunt capabile să ardă o persoană și mediul înconjurător, prin urmare, în ceea ce privește încălzitoarele, sunt optime și ieftine.
. Dacă vorbim despre modele ceramice, atunci trebuie menționat că au un element de încălzire închis, datorită căruia astfel de încălzitoare nu usucă aerul. Elementul de încălzire în sine este ascuns într-o carcasă ceramică, care este mult mai neutră în ceea ce privește oxigenul decât orice altă suprafață metalică. Aerul nu se va oxida, ceea ce ajută la menținerea umidității suficiente.
Pentru a crește transferul de căldură, se folosește așa-numita aripioare (crearea unei suprafețe de relief). Din acest motiv, suprafața încălzitorului ceramic nu devine foarte fierbinte. Acest principiu de îndepărtare a căldurii ajută la prevenirea oxidării aerului și, prin urmare, uscarea acestuia. 
. Principiul de funcționare al încălzitoarelor de ulei se bazează pe încălzirea uleiului care se află în interior și creează condițiile de temperatură necesare. Dar sunt cele mai nesigure și neeconomice. Nu este nevoie de mult timp pentru a-l încălzi, dar consumă o cantitate destul de mare de energie electrică (până la 3 kW/h). Când dispozitivul se încălzește, corpul său se încălzește și el. Dacă nu ești suficient de atent, poți avea arsuri, așa că nu este strict permis să-l lași nesupravegheat, din motive de siguranță la incendiu. Încălzitorul cu ulei nu arde oxigen, poate fi folosit în interior pentru încălzire operațională.
Alegerea încălzitorului
Proprietarii de case și locuitorii de vară care se confruntă cu problema alegerii unui încălzitor recomandă achiziționarea unor dezvoltări moderne de încălzitoare cu infraroșu. Este acest principiu de încălzire, în acest moment, este cel mai eficient. Există tipuri și modele care sunt mai scumpe, și sunt altele mai ieftine. Dar toate se reduc la principalii indicatori - încălzirea treptată și economisirea umidității normale a aerului.
Atunci când alegeți un încălzitor, trebuie să acordați atenție mărcilor de încredere și dovedite. Acestea includ produse de la OZN, AEG și holdingul internațional Polaris. O gamă largă de modele va permite fiecărei persoane să aleagă produsul potrivit.
Atunci când cumpărați un încălzitor, ar trebui să acordați atenție mai multor calități și funcții suplimentare. De asemenea, este necesar să se acorde o mare importanță siguranței dispozitivului (prezența protecției împotriva căderilor de tensiune, un termostat, împământare).
Pe întreaga perioadă de utilizare a dispozitivului, trebuie îndeplinite cerințele de bază pentru funcționarea acestuia, apoi va servi fără probleme și pentru o lungă perioadă de timp.
Video despre încălzitorul cu carbon
Se încarcă...