Протекания химической
При получении жидкого кислорода и жидкого воздуха исследователи заинтересовались вопросами протекания химических реакций в этих средах. Было установлено, что натрий и серная кислота в жидком воздухе не реагируют друг с другом. Калий, имеющий большое сродство к кислороду, может быть погружен в жидкий кислород, не окисляясь при этом. Вместе с тем Ж- Клод установил, что гремучая ртуть при температуре жидкого кислорода взрывается от простого толчка.
Скорость реакции, закон действующих масс. Количественная характеристика протекания химических реакций во времени была впервые сформулирована Гульдбергом и Вааге в 1867 г. в известном законе действующих масс, согласно которому скорость реакции при постоянной температуре пропорциональна концентрациям реагирующих веществ или, как тогда говорили, действующим массам. Этот эмпирический закон, ставший в дальнейшем основой всей химической кинетики, был сформулирован в результате изучения протекания химических реакций в растворах и затем распространен на все остальные, в том числе и газовые реакции.
Радиоактивные изотопы начинают все более широко использоваться для борьбы с вредителями сельского хозяйства, для дезинсекции зерна, выведения новых сортов семян, ускорения протекания химических реакций, получения новых полимерных соединений, исследования каталитических процессов, холодной стерилизации перевязочных материалов и лекарственных препаратов, в геологической разведке и других областях народного хозяйства.
В последние годы широкое применение нашли мощные источники излучения для экспериментальных целей, в частности для ускорения протекания химических реакций, полимеризации, стерилизации перевязочных материалов и лекарственных препаратов, дезинсекции зерна и др. В связи с этим возникла задача измерения очень больших доз излучения, порядка сотен тысяч и миллионов рентген. Описанные выше методы регистрации излучений весьма чувствительны и непригодны для измерения больших доз. Наиболее удобными для этих целей оказались различные химические системы, в которых под воздействием излучения происходят те или иные изменения, например окрашивание растворов и твердых тел, осаждение коллоидов, выделение газов из соединений. В настоящее время разработано несколько химических методов дозиметрии, наиболее распространенными из них является окисление соединений двухвалентного железа до трехвалентного, восстановление ионов четырехвалентного церия в трехвалентный и др. Разрабатываются и начинают применяться для измерения больших доз различные стекла, которые меняют свою окраску под воздействием излучения.
Коррозией называется разрушение поверхности металла в результате протекания химических или электрохимических реакций.
По своей природе все особо опасные явления, как, впрочем, и остальные явления, можно разделить на явления механические, химические, электрические, электромагнитные, термические, радиационные, биологические. К механическим особо опасным явлениям относятся землетрясения, сели, наводнения, ураганы, смерчи, к химическим - крупные аварии на химических предприятиях, к электрическим - сильные грозы, к радиационным - аварии на атомных предприятиях, к биологическим -эпидемии инфекционных болезней. Многие особо опасные явления имеют комплексный характер. Например, пожары по своей природе - химическое явление, однако они сопровождаются большим выделением тепла. В итоге пожар опасен образованием различных ядовитых газов вследствие протекания химических реакций, а также действием высокой температуры.
На пожарах роль окислителя при горении чаще всего выполняет кислород воздуха, окружающего зону протекания химических реакций, поэтому интенсивность горения определяется не скоростью протекания этих реакций, а скоростью поступления кислорода из окружающей среды в зону горения.
Химическая реакция горения всегда является сложной, т. е. состоит из ряда элементарных химических превращений. Например, горение простейшего горючего — водорода — протекает более чем в двадцать элементарных стадий. Кроме того, химическое превращение при горении происходит одновременно с физическими процессами: переносом тепла и массы. Поэтому скорость горения всегда определяется как условиями тепло- и массопередачи, так и скоростью протекания химических превращений.
• с высвобождением химической энергии: аварии с выбросом (угрозой выброса) сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) при их производственной переработке или хранении (захоронении); аварии на транспорте с выбросом (угрозой выброса) СДЯВ; образование и распространение СДЯВ в процессе протекания химических реакций, начавшихся в результате аварии;
— образование и распространение СДЯВ в процессе протекания химических реакций, начавшихся в результате аварии;
Плавка в печи Банюкова (плавка в жидкой ванне) является одним из наиболее интенсивных процессов в пирометаллургии меди, характеризующихся высокой скоростью протекания химических реакций, активным бар-
Кроме того при достаточно большой величине д2 величина. п может быть бесконечно большой, однако это не следует понимать так, что в заингибированной «негорючей» смеси может неограниченно самораспространяться пламя. Суть нашего воображаемого эксперимента заключалась в том, что мы каждый раз осуществляли дозированное смешение заингибированной смеси с продуктами предшествующего сгорания, создавая условие для протекания химической реакции в объеме смеси без.-фронта пламени. Таким образом, заингибированная смесь не сгорала самостоятельно, а мы ее искусственно сжигали, правда,. не используя никакого внешнего источника тепла, кроме тепла реакции самой смеси. Но поскольку наш искусственный прием заключался только в дозированном перемешивании продуктов. сгорания с заингибированной смесью, то вполне можно предположить, что такое перемешивание возможно и в реальных условиях работы АСПВ.
При диффузионном горении кислород из воздуха проникает в зону горения в результате молекулярной диффузии, обусловленной разностью парциальных давлений кислорода в воздухе и в зоне горения. При кинетическом горении кислород и горючее вещество поступают в зону горения в смешанном состоянии. Так горят химически однородные (гомогенные) горючие системы, в которых молекулы кислорода находятся в тесном контакте с молекулами горючего вещества. В этом случае продолжительность смесеобразования (диффузии) значительно меньше времени, необходимого для протекания химической реакции горения, и скорость процесса горения практически определяется только скоростью реакции горения.
Диффузионное горение наблюдается в основном при гетерогенном горении, когда продолжительность диффузии кислорода к горючему веществу несоизмеримо больше продолжительности протекания химической реакции; в этом случае скорость горения определяется преимущественно скоростью диффузии кислорода в зону горения. Все пожары, как правило, представляют собой диффузионное горение.
Цепные реакции. Специфическая особенность протекания химической реакции при самовоспламенении заключается в ее автоускорении, связанном с накоплением в системе тепла, выделяющегося при реакции горючей среды. Существует и другая возможность автоускорения процесса, в принципе осуществимого и при изотермическом режиме. Она связана с развитием цепной реакции.
Реакции в неоднородной среде отличаются большой сложностью. Особое значение при их протекании имеют явления переноса, т. е. теплопередачи и диффузии. Во многих случаях влияние физических факторов столь велико, что скорость химического взаимодействия определяется условиями переноса вещества и тепла. Наблюдаемые при этом закономерности протекания химической реакции носят название макрокинетических.
Реакции в неоднородной среде очень сложны и всегда характеризуются сильным влиянием на их ход теплопередачи и диффузии. Роль физических факторов часто оказывается решающей для хода химического взаимодействия. Наблюдаемые при этом закономерности протекания химической реакции носят название макрокинетических.
скорости протекания химической реакции, которая при взрывных процессах существенно выше, чем при пожаре. Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов определяется предельными условиями возникновения процесса горения.
Если для процесса зажигания решающими факторами являются температура источника зажигания и величина первоначально нагретого объема, то для процесса самовоспламенения основное значение имеют условия концентрации тепла. При горении химически неоднородных горючих систем, т. е. систем, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны и имеют поверхности раздела (твердые материалы и жидкости; струи паров и газов, поступающие в воздух), время диффузии кислорода к горючему веществу несоизмеримо больше времени, необходимого для протекания химической реакции. В этом случае процесс протекает в диффузионной области. Такое горение называют диффузионным.
Если время физической стадии процесса оказывается несоизмеримо меньше времени, необходимого для протекания химической реакции, то можно принять, что время сгорания химически неоднородной системы примерно равно времени протекания самой химической реакции. Скорость процесса практически определяется только скоростью химической реакции. Такое горение называют кинетическим, например, горение химически однородных горючих систем, в которых молекулы кислорода хорошо перемешаны с молекулами горючего вещества и не затрачивается время на смесеобразование. Поскольку скорость химической реакции при высокой температуре велика, горение таких смесей происходит мгновенно, в виде взрыва.
1.2.3. Влияние физических условий протекания химической реакции на процесс самонагревания материала . . 27
Более строгое физическое обоснование необходимости состояния Н для реализации стационарного режима детонации и неустойчивости процесса при других состояниях продуктов взрыва, принадлежит Зельдовичу, который исследовал этот вопрос с учётом условий протекания химической реакции во фронте детонационной волны [5.14, 5.67, 5.68].
 Читайте далее:
 Пластическом деформировании
Промышленными предприятиями
Промышленная безопасность
Применения современных
Промышленной канализации
Промышленной санитарии
Промышленное предприятие
Промышленное загрязнение
Промышленного оборудования
Пластинчатые теплообменники
Промышленностью выпускается
Промышленность выпускает
Промышленности используется
Промышленности осуществляется
Применения защитного
|
