Водорода составляет примерно 140 МДж/кг (верхняя) или 120 МДж/кг (нижняя), что в несколько раз превышает удельную теплоту сгорания углеводородных топлив (для метана - около 50 МДж/кг).
Гремучий газ самовоспламеняется при атмосферном давлении и температуре 510 °C. При комнатной температуре в отсутствие источников зажигания (искра, открытое пламя) гремучий газ может храниться неограниченно долго, однако он способен взорваться от самого слабого источника, так как для инициирования взрыва достаточно искры с энергией 17 микроджоулей . С учётом того, что водород обладает способностью проникать через стенки сосудов, в которых он хранится, например, диффундировать сквозь металлические стенки газового баллона, и не обладает никаким запахом, при работе с ним следует быть чрезвычайно осторожным.
Кривая зависимости между критическими давлением и температурой, при которых происходит самовоспламенение смеси, имеет характерную Z-образную форму, как показано на рисунке. Нижняя, средняя и верхняя ветви этой кривой называются соответственно первым, вторым и третьим пределами воспламенения. Если рассматриваются только первые два предела, то кривая имеет форму полуострова, и традиционно этот рисунок называется полуостровом воспламенения.
В 1960-е года американский инженер Уильям Роудс (William Rhodes) якобы открыл «новую форму» воды, коммерциализированную Юллом Брауном (Yull Brown), болгарским физиком, эмигрировавшим в Австралию. «Брауновский газ», то есть фактически смесь кислорода и водорода, получаемая в аппарате электролиза воды, объявлялся способным очищать радиоактивные отходы, гореть как топливо, расслаблять мышцы и стимулировать проращивание семян . Впоследствии итальянский физик Руджеро Сантилли (en:Ruggero Santilli) выдвинул гипотезу, утверждающую существование новой формы воды в виде «газа HHO», то есть химической структуры вида (H × H - O), где «×» представляет гипотетическую магнекулярную связь, а «-» - обычную ковалентную связь. Статья Сантилли, опубликованная в авторитетном реферируемом журнале International Journal of Hydrogen Energy , вызвала жёсткую критику со стороны коллег, назвавших утверждения Сантилли псевдонаучными , однако некоторые другие учёные выступили в поддержку Сантилли .
Водорода составляет примерно 140 МДж/кг (верхняя) или 120 МДж/кг (нижняя), что в несколько раз превышает удельную теплоту сгорания углеводородных топлив (для метана - около 50 МДж/кг).
Гремучий газ самовоспламеняется при атмосферном давлении и температуре 510 °C. При комнатной температуре в отсутствие источников зажигания (искра, открытое пламя) гремучий газ может храниться неограниченно долго, однако он способен взорваться от самого слабого источника, так как для инициирования взрыва достаточно искры с энергией 17 микроджоулей . С учётом того, что водород обладает способностью проникать через стенки сосудов, в которых он хранится, например, диффундировать сквозь металлические стенки газового баллона, и не обладает никаким запахом, при работе с ним следует быть чрезвычайно осторожным.
Кривая зависимости между критическими давлением и температурой, при которых происходит самовоспламенение смеси, имеет характерную Z-образную форму, как показано на рисунке. Нижняя, средняя и верхняя ветви этой кривой называются соответственно первым, вторым и третьим пределами воспламенения. Если рассматриваются только первые два предела, то кривая имеет форму полуострова, и традиционно этот рисунок называется полуостровом воспламенения.
В 1960-е года американский инженер Уильям Роудс (William Rhodes) якобы открыл «новую форму» воды, коммерциализированную Юллом Брауном (Yull Brown), болгарским физиком, эмигрировавшим в Австралию. «Брауновский газ», то есть фактически смесь кислорода и водорода, получаемая в аппарате электролиза воды, объявлялся способным очищать радиоактивные отходы, гореть как топливо, расслаблять мышцы и стимулировать проращивание семян . Впоследствии итальянский физик Руджеро Сантилли (en:Ruggero Santilli) выдвинул гипотезу, утверждающую существование новой формы воды в виде «газа HHO», то есть химической структуры вида (H × H - O), где «×» представляет гипотетическую магнекулярную связь, а «-» - обычную ковалентную связь. Статья Сантилли, опубликованная в авторитетном реферируемом журнале International Journal of Hydrogen Energy , вызвала жёсткую критику со стороны коллег, назвавших утверждения Сантилли псевдонаучными , однако некоторые другие учёные выступили в поддержку Сантилли .
Баланс – (от фр. balance – буквально “весы”) – количественное выражение сторон какого-либо процесса, которые должны уравновешивать друг друга. Другими словами, баланс – это равновесие, уравновешивание. Процессы горения на пожаре подчиняются фундаментальным законам природы, в частности, законам сохранения массы и энергии.
Для решения многих практических задач, а также для выполнения пожарно-технических расчетов необходимо знать количество воздуха, необходимого для горения, а также объем и состав продуктов горения. Эти данные необходимы для расчета температуры горения веществ, давления при взрыве, избыточного давления взрыва, флегматизирующей концентрации флегматизатора, площади легкосбрасываемых конструкций.
Методика расчета материального баланса процессов горения определяется составом и агрегатным состоянием вещества. Свои особенности имеет расчет для индивидуальных химических соединений, для смеси газов и для веществ сложного элементного состава.
Индивидуальные химические соединения – это вещества, состав которых можно выразить химической формулой. Расчет процесса горения в этом случае производится по уравнению реакции горения.
Составляя уравнение реакции горения, следует помнить, что в пожарно-технических расчетах принято все величины относить к 1 молю горючего вещества. Это, в частности, означает, что в уравнении реакции горения перед горючим веществом коэффициент всегда равен 1 .
Состав продуктов горения зависит от состава исходного вещества.
|
Элементы, входящие в состав горючего вещества |
Продукты горения |
|
Углерод С |
Углекислый газ СО 2 |
|
Водород Н |
Вода Н 2 О |
|
Сера S |
Оксид серы (IV) SO 2 |
|
Азот N |
Молекулярный азот N 2 |
|
Фосфор Р |
Оксид фосфора (V) Р 2 О 5 |
|
Галогены F, Cl, Br, I |
Галогеноводороды HCl , HF , HBr , HI |
Записываем реакцию горения:
С 3 Н 8 + О 2 = СО 2 + Н 2 О
2. В молекуле пропана 3 атома углерода, из них образуется 3 молекулы углекислого газа.
С 3 Н 8 + О 2 = 3СО 2 + Н 2 О
3. Атомов водорода в молекуле пропана 8, из них образуется 4 молекулы воды:
С 3 Н 8 + О 2 = 3СО 2 + 4Н 2 О
4. Подсчитаем число атомов кислорода в правой части уравнения
5. В левой части уравнения так же должно быть 10 атомов кислорода. Молекула кислорода состоит из двух атомов, следовательно, перед кислородом нужно поставить коэффициент 5.
С 3 Н 8 + 5О 2 = 3СО 2 + 4Н 2 О
Коэффициенты, стоящие в уравнении реакции, называются стехиометрическими коэффициентами и показывают, сколько молей (кмолей) веществ участвовало в реакции или образовалось в результате реакции.
Стехиометрический коэффициент, показывающий число молей кислорода, необходимое для полного сгорания вещества, обозначается буквой .
В первой реакции = 5.
Горение глицерина в кислороде
1. Записываем уравнение реакции горения.
С 3 Н 8 О 3 + О 2 = СО 2 + Н 2 О
2. Уравниваем углерод и водород:
С 3 Н 8 О 3 + О 2 = 3СО 2 + 4Н 2 О.
3. В правой части уравнения 10 атомов кислорода.
В составе горючего вещества есть 3 атома кислорода, следовательно, из кислорода в продукты горения перешли 10 – 3 = 7 атомов кислорода.
Таким образом, перед кислородом необходимо поставить коэффициент 7: 2 = 3,5
С 3 Н 8 О 3 +3,5О 2 = 3СО 2 + 4Н 2 О.
В этой реакции = 3,5.
Горение аммиака в кислороде
Аммиак состоит из водорода и азота, следовательно, в продуктах горения будут вода и молекулярный азот.
NH 3 + 0,75 O 2 = 1,5 H 2 O + 0,5 N 2 = 0,75.
Обратите внимание, что перед горючим веществом коэффициент 1, а все остальные коэффициенты в уравнении могут быть дробными числами.
Горение сероуглерода в кислороде
Продуктами горения сероуглерода CS 2 будут углекислый газ и оксид серы (IV).
CS 2 + 3 O 2 = CO 2 + 2 SO 2 = 3.
Чаще всего в условиях пожара горение протекает не в среде чистого кислорода, а в воздухе. Воздух состоит из азота (78 %), кислорода (21 %), окислов азота, углекислого газа, инертных и других газов (1 %). Для проведения расчетов принимают, что в воздухе содержится 79 % азота и 21 % кислорода. Таким образом, на один объем кислорода приходится 3,76 объемов азота (79:21 = 3,76).
В соответствии с законом Авогадро и соотношение молей этих газов будет 1: 3,76. Таким образом, можно записать, что молекулярный состав воздуха (О 2 + 3,76 N 2 ).
Составление реакций горения веществ в воздухе аналогично составлению реакций горения в кислороде. Особенность состоит только в том, что азот воздуха при температуре горения ниже 2000 0 С в реакцию горения не вступает и выделяется из зоны горения вместе с продуктами горения.
Горение водорода в воздухе
Н 2 + 0,5(О 2 + 3,76 N 2 ) = Н 2 О + 0,5 3,76 N 2 = 0,5.
Обратите внимание, что стехиометрический коэффициент перед кислородом 0,5 необходимо поставить и в правой части уравнения перед азотом.
Горение пропанола в воздухе
С 3 Н 7 ОН + 4,5(О 2 + 3,76 N 2 ) =3СО 2 + 4Н 2 О +4,5 3,76 N 2
В составе горючего есть кислород, поэтому расчет коэффициента проводят следующим образом: 10 – 1 = 9; 9: 2 = 4,5.
Горение анилина в воздухе
С 6 Н 5 N Н 2 + 7,75(О 2 + 3,76 N 2 ) =6СО 2 + 3,5Н 2 О + 0,5 N 2 +7,75 3,76 N 2
В этом уравнении азот в правой части уравнения встречается дважды: азот воздуха и азот из горючего вещества.
Горение угарного газа в воздухе
СО + 0,5(О 2 + 3,76 N 2 ) =СО 2 + 0,5 3,76 N 2
Горение хлорметана в воздухе
СН 3 С l + 1,5(О 2 + 3,76 N 2 ) =СО 2 + НС l + Н 2 О +1,5 3,76 N 2
Горение диэтилтиоэфира в воздухе
(С 2 Н 5 ) 2 S + 7,5(О 2 + 3,76 N 2 ) =4СО 2 + 5Н 2 О + SO 2 + 7,5 3,76 N 2
Горение диметилфосфата в воздухе
(СН 3 ) 2 НР О 4 + 3(О 2 + 3,76 N 2 ) =2СО 2 + 3,5Н 2 О + 0,5Р 2 О 5 + 3 3,76 N 2
В процессах горения исходными веществами являются горючее вещество и окислитель, а конечными - продукты горения.
1. Запишем уравнение реакции горения бензойной кислоты.
С 6 Н 5 СООН + 7,5(О 2 + 3,76 N 2 ) =7СО 2 + 3Н 2 О +7,5 3,76 N 2
2. Исходные вещества: 1 моль бензойной кислоты;
7,5 молей кислорода;
7,53,76 молей азота.
Газов воздуха всего 7,54,76 молей.
Всего (1 + 7,54,76) молей исходных веществ.
3. Продукты горения: 7 молей углекислого газа;
3 моля воды;
7,53,76 моля азота.
Всего (7 + 3 + 7,53,76) молей продуктов горения.
Аналогичные соотношения и в том случае, когда сгорает 1 киломоль бензойной кислоты.
Смеси сложных химических соединений или вещества сложного элементного состава нельзя выразить химической формулой, их состав выражается чаще всего в процентном содержании каждого элемента. К таким веществам можно отнести, например, нефть и нефтепродукты, древесину и многие другие органические вещества.
Расчеты горения ведут по химическим уравнениям реакций, используя законы газового состояния: Бойля – Мариотта , Гей-Люссака , Шарля и Клапейрона – Менделеева . Используется также закон Авогадро, согласно которому один грамм-моль любого газа при нормальных условиях (Т = 273 К, Р = 760 мм рт. ст.) занимает одинаковый объём – 22,4 дм 3 . Соответственно один кг-моль – 22,4 м 3 .
Рассмотрим реакцию горения водорода в кислороде: . Из уравнения следует, что при нормальных условиях для полного сгорания 2 × 22,4 = 44,8 м 3 водорода требуется 22,4 м 3 кислорода. Обычно для простоты и удобства расчеты ведут на один кубометр сжигаемого газа, т.е. для сгорания 1 м 3 водорода требуется 0,5 м 3 кислорода
.
Рассмотрим реакцию горения метана в кислороде: . Из уравнения следует, что для полного сгорания 22,4 м 3 метана требуется 2 × 22,4 = 44,8 м 3 кислорода. Следовательно, для сгорания 1 м 3 метана необходимо 2 м 3 кислорода .
В практических условиях сжигание газа осуществляется в воздухе. Примем состав сухого воздуха: О 2 – 21 %, N 2 – 79%. Следовательно, 1 м 3 кислорода содержится в 100/21 = 4,76 м 3 воздуха. Или на 1 м 3 кислорода приходится 3,76 м 3 азота. Отсюда условная формула воздуха: (О 2 + 3,76N 2).
Запишем реакцию горения водорода в воздухе:
Из уравнения следует, что при нормальных условиях для полного сгорания 1 м 3 водорода требуется 0,5 × 4,76 = 2,38 м 3 воздуха. Таким образом, для сгорания 1 м 3 водорода требуется 2,38 м 3 воздуха . В результате образуются продукты сгорания: 1 м 3 воды в виде пара и 1,88 м 3 азота.
Запишем реакцию горения метана в воздухе:
Из уравнения следует, что для полного сгорания 1 м 3 метана необходимо 2 × 4,76 = 9,52 м 3 воздуха. Таким образом, при нормальных условиях для сгорания 1 м 3 метана требуется 9,52 м 3 сухого воздуха . Продукты сгорания содержат 1 м 3 диоксида углерода, 2 м 3 паров воды и 7,52 м 3 азота.
Запишем реакцию горения пропана в воздухе:
Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 м 3 пропана необходимо 5 × 4,76 = 23,8 м 3 воздуха. Таким образом, при нормальных условиях для сгорания 1 м 3 пропана требуется 23,8 м 3 сухого воздуха .
Приведенные расчеты выполнены для стехиометрических уравнений и полученные соотношения воздуха и газа называются стехиометрическими. Например, для горения метана в воздухе стехиометрическое соотношение – 9,52. В реальных условиях воздуха может не хватать для полного сгорания газа или, напротив, воздух подается в избыточном количестве. Для характеристики реальных соотношений воздуха и газа в процессе горения введена безразмерная величина: коэффициент избытка воздуха (окислителя) – коэффициент α. Для стехиометрического соотношения α = 1. Если имеет место недостаток воздуха, то α < 1, а при избытке воздуха α > 1. Например, в процессе горения израсходовано 23 м 3 воздуха и 2 м 3 метана. Подсчитываем коэффициент α. Реальное соотношение воздуха и газа 23/2 = 11,5. Отсюда α = 11,5/9,52 = 1,2.
Выше показано, как можно подсчитывать необходимое количество воздуха для сгорания и определять объем продуктов сгорания для индивидуальных газов. Но обычно используемый газ – смесь различных газов. В этом случае расчет теоретически необходимого объема воздуха (воздуха сухого) ведется по формуле:
Нм 3 /нм 3 , (10.4)
где – соответственно объемное процентное содержание данных газов в исходной смеси.
Используемый для сжигания атмосферный воздух содержит влагу, поэтому расчет объема влажного воздуха производят по формуле:
Нм 3 /нм 3 , (10.5)
где – влагосодержание воздуха, г/нм 3 ;
0,00124 – объем 1 г водяного пара.
И, наконец, определяется объем воздуха действительный с учетом величины коэффициента α по формуле:
Пример. Имеется газ состава СН 4 – 95%, С 3 Н 8 – 5%. Определить объем воздуха действительного для сжигания данного газа при α = 1,1 и = 10 г/м 3 .
Производим расчеты.
Помогите пожалуйста. Задание 1: при горение водорода H2 в кислороде образуется вода. Напишите уравнение реакции. Задание 2: Сероуглерод CS2 - летучаяядовитая жидкость,используемая в производстве некоторых искусственных волокон. Приего горение в кислороде образуется сернистый и углекислый газы. Напишите уравнение уравнение этой реакции. Зарание всех благодарю:)
1. Напишите уравнение реакции горения пропилена и укажите сумму коэффициентов в левой части уравнения.2. Напишите уравнение реакции окисления толуола и укажите сумму коэффициентов в правой части уравнения
3. Вычислите и укажите объем углекислого газа (н.у.), который образовался вследствие сжигания 0,5 моль етину.
4. Добавить относительную молекулярную массу органического продукта реакции полного бромирования пропина
5. Вычислите и укажите объем кислорода (н.у.), который потратится на сжигание 12 м3 етину
6. Добавить объем и название продукта, образующегося при гидрировании 0,8 м3 етину водородом, объем которого 0,4 м3.
7. Добавить какую массу хлора может присоединить 0,1 моль етину
8. Определите неизвестный углеводород в реакции
2CXHY +15 O2 = 10CO2 +10 H2O
9. Добавить формулу углеводорода ряда ряда ацетилена, плотность по гелием которого равна 10
10. Вычислите и укажите объем кислорода (н.у.), который потратится на сжигание 30м3 пропина (н.у.)
11. Напишите уравнения реакций, с которыми можно осуществить следующие преобразования:
CaC2 = C2H2 = C6H6 = C6H5NO2
Добавить сумму коэффициентов во всех уравнениях реакций
12. Напишите уравнения реакций, с которыми можно осуществить следующие преобразования:
Кальций оксид = кальций карбид = ацетилен = бензин = хлоробензен
Добавить сумму коэффициентов во всех уравнениях реакции
кислороде. Продукт - оксид фосфора (V)
3.Напишите уравнение реакций горения угля (углерода) . Продукт - оксид углерода (IV)
4. напишите уравнение реакции натрия с кислородом
5.Напишите уравнение реакций окисления сульфида железа (II) с кислородом
6.Что получится при взаимодействий алюминия с иодом
Помогите пожалуйста решить: (1) Напишите уравнения реакций между кислородом и следующими веществами: 1)натрием 2)кремнием 3) этиленом, формулакоторого: C2H4
(2)Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращение:
C -> CO2 -> CaCO3 -> CaO
(3)Допишите уравнения реакций:
CuO + ... = Cu + H2O
H2 + Ci2 = .....
(4)Сколько литров сероводорода получится при взаимодействии 2 литров водорода с серой?
1) определите, с каким из приведенных веществ реагируют как вода, так и гидроксид калия: Fe(OH)2, SO2, NaCL. Напишите уравнения реакций и укажитеназвания образующихся веществ.
2)Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Ca - Ca(OH)2 - CaCO3 - CO2
3) В воде объемом 500 см в кубе растворили 70 г сахара. Вычислите массовую долю сахара в полученном растворе.
* Рассчитайте массу осадка, который образуется при взаимодействии 11,7 г хлорида натрия с нитратом серебра.
Помогите пожалуйста это очень сроч
заранее спс.
