57 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Реакция горения в быту

Реакция горения в быту

1.3. ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЕНИЯ

Процессы горения жидких, твердых и газообразных топлив широко используются практически во всех отраслях современной техники и технологии. Отметим наиболее важные направления использования процессов горения.

· Наиболее важную роль процессы горения играют в теплоэнергетике. Тепловые электростанции используют энергию горения угля, горючих газов, и жидких углеводородов.

· В технологии получения черных и цветных металлов, стекла, керамики, цемента, и других необходимых материалов также используется энергия горения для нагрева и плавления соответствующих компонентов и сырья.

· Артиллерия, стрелковое оружие и другие виды вооружений используют в качестве источника энергии взрывчатые вещества различных классов.

· Большое народнохозяйственное значение имеют взрывные технологии, применяемые для добычи угля и других полезных ископаемых, при строительных работах (возведение плотин, прокладка туннелей и т.д.), при разрушении ледяных заторов.

· Важным направлением в науке о горении являются экологические аспекты горения, получившие большое развитие в последнее время. К ним относятся технология сжигания бытовых отходов, изучение механизмов образования экологически вредных продуктов сгорания (оксиды азота, сажа, соединения хлора). Эти исследования позволяют найти условия, при которых концентрация токсичных веществ в выбросах минимальна.

· Одним из важнейших направлений науки о горении является изучение пожаров (в жилых помещениях, лесных массивов и т.д.) и разработка методов пожаротушения. Для тушения пожаров используются как физические, так и химические способы, которые способствуют обрыву цепей химической реакции горения.

· Отдельно следует отметить роль процессов горения в двигателестроении, авиации и ракетной технике. Процессы горения используются для получения движущей энергии различных транспортных средств, начиная от паровоза и вплоть до современных ракетных двигателей, автомобилей, самолетов, судов и т.д. В качестве примера рассмотрим схему прямоточного воздушно-реактивного двигателя, приведенную на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя:

1 – воздух; 2 – диффузор; 3 – впрыск горючего;4 – стабилизатор пламени;

5 – камера сгорания; 6 – сопло

Помимо жидкостных ракетных двигателей, в которых в качестве горючего используются несимметричный диметилгидразин (гептил) или жидкий водород, а в качестве окислителя – азотная кислота или жидкий кислород, в СССР, США, Японии, Китае, Западной Европе получили развитие ракетные двигатели на твердом топливе. В качестве твердого топлива, способного к самостоятельному горению, чаще всего используется смесь полимерного горючего и порошкообразного окислителя, например, перхлората аммония. Основной задачей при создании топлива является получение наиболее высокого удельного импульса (отношение тяги двигателя к массовому секундному расходу топлива), достигаемого при наиболее высокой температуре и наименьшем молекулярном весе продуктов сгорания. С этой целью в состав твердых ракетных топлив добавляют порошки легких металлов – алюминия или магния. Изучение горения таких сложных систем представляет серьезную задачу в современной физике горения.

Наука о горении продолжает развиваться. В последние годы появились новые направления в науке о горении и технологии, основанные на нем. Это самораспространяющийся высокотемпературный синтез – процесс перемещения волны химической реакции по смеси твердых дисперсных реагентов с образованием твердых конечных продуктов. Данная технология позволяет синтезировать новые материалы и вещества с особыми свойствами. Можно назвать еще целый ряд технологий, число которых постоянно пополняются, где процессы горения и взрыва играют определяющую роль.

Несмотря на длинную историю, количественное описание процессов горения стало развиваться сравнительно недавно. Это связано со сложностью явления, которое включает в себя целый ряд химических реакций, а также такие аспекты, как течение газа, теплопроводность и диффузионный перенос веществ. В последние годы экспериментальная техника и техника компьютерного моделирования поднялись до такого высокого уровня, что многие проблемы горения могут быть описаны количественно.

Охрана труда

Общие сведения о горении

Сущность процесса горения

Одним из первых химических явлений, с которым человечество познакомилось на заре своего существования, было горение. Вначале оно использовалось для приготовления пищи и обогрева, и лишь через тысячелетия человек научился использовать его для преобразования энергии химической реакции в механическую, электрическую и другие виды энергии.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением. В печах, двигателях внутреннего сгорания, на пожарах всегда наблюдается процесс горения, в котором участвуют какие-либо горючие вещества и кислород воздуха. Между ними протекает реакция соединения, в результате которой выделяется тепло и продукты реакции нагреваются до свечения. Так горят нефтепродукты, дерево, торф и многие другие вещества.

Однако процесс горения может сопровождать не только реакции соединения горючего вещества с кислородом воздуха, но и другие химические реакции, связанные со значительным выделением тепла. Водород, фосфор, ацетилен и другие вещества горят, например, в хлоре; медь — в парах серы, магний — в углекислом газе. Сжатый ацетилен хлористый азот и ряд других веществ способны взрываться. В процессе взрыва происходит разложение веществ с выделением тепла и образованием пламени. Таким образом, процесс горения является результатом реакций соединения и разложения веществ.

Условия, способствующие горению

Для возникновения горения необходимы определенные условия: наличие горючей среды (горючее вещество + окислитель) и источника воспламенения. Воздух и горючее вещество составляют систему, способную гореть, а температурные условия обуславливают возможность воспламенения и горения этой системы.

Как известно, основными горючими элементами в природе являются углерод и водород. Они входят в состав почти всех твердых, жидких и газообразных веществ, например, древесины, ископаемых углей, торфа, хлопка, ткани, бумаги и др.

Воспламенение и горение большинства горючих веществ происходит в газовой или паровой фазе. Образование паров и газов у твердых и жидких горючих веществ происходит в результате их нагревания. Твердые горючие вещества, например, сера, стеарин, фосфор, некоторые пластмассы при нагревании плавятся и испаряются. Дерево, торф, каменный уголь при нагревании разлагаются с образованием паров, газов и твердого остатка — угля.

Рассмотрим этот процесс подробнее на примере древесины. При нагревании до 110°С происходит высушивание древесины и незначительные испарения смолы. Слабое разложение начинается при 130°С. Более заметное разложение древесины (изменение цвета) происходит при 150°С и выше. Образующиеся при 150-200°С продукты разложения составляют, в основном, воду и углекислый газ, поэтому гореть не могут.

При температуре выше 200°С начинает разлагаться главная составная часть древесины — клетчатка. Газы, образующиеся при этих температурах, являются горючими, так как они содержат значительное количество окиси углерода-, водорода, углеводородов и паров других органических веществ. Когда концентрация этих продуктов в воздухе станет достаточной, при определенных условиях произойдет их воспламенение.

Все горючие жидкости способны испаряться, и горение их происходит в газовой фазе. Поэтому, когда говорят о горении или воспламенении жидкости, то под этим подразумевают горение или воспламенение ее паров.

Горение всех веществ начинается с их воспламенения. У большинства горючих веществ момент воспламенения характеризуется появлением пламени, а у тех веществ, которые пламенем не горят, — появлением свечения (напала).

Начальный элемент горения, возникающий под действием источников, имеющих более высокую температуру, чем температура самовоспламенения вещества, называется воспламенением.

Некоторые вещества способны без воздействия внешнего источника тепла выделять теплоту и самонагреваться. Процесс самонагревания, заканчивающийся горением, принято называть самовозгоранием.

Самовозгорание — это способность вещества воспламеняться не только при нагревании, но и при комнатной температуре под воздействием химических, микробиологических и физико-химических процессов.

Температура, до которой нужно нагреть горючее вещество, чтобы оно воспламенилось без поднесения к нему источника зажигания, называется температурой самовоспламенения.

Процесс самовоспламенения вещества проходит следующим образом. При нагревании горючего вещества, например, смеси паров бензина с воздухом, можно достигнуть такой температуры, при которой в смеси начинает протекать медленная реакция окисления. Реакция окисления сопровождается выделением тепла, и смесь начинает нагреваться выше той температуры, до которой ее нагрели.

Однако вместе с выделением тепла и повышением температуры смеси происходит теплоотдача от реагирующей смеси в окружающую среду. При малой скорости окисления величина теплоотдачи всегда превышает выделение тепла, поэтому температура смеси после некоторого повышения начинает снижаться и самовоспламенение не происходит. Если смесь нагреть извне до более высокой температуры, то вместе с увеличением скорости реакции увеличивается количество тепла, выделяемого в единицу времени.

При достижении определенной температуры тепловыделение начинает превышать теплоотдачу, и реакция приобретает условия для интенсивного ускорения. В этот момент происходит самовоспламенение вещества. Температура самовоспламенения у горючих веществ разная.

Виды горения: основные характеристики, особенности

Данная статья предназначена для общего ознакомления с процессом горения. Основное внимание будет уделено разнообразию видов данного явления. В частности, мы остановимся на ламинарном, турбулентном, гетерогенном и других видах горения. Отдельно поговорим о пожаре.

Введение

Прежде чем начать говорить об основной теме статьи, о видах горения, давайте ознакомимся с определением термина.

Горение – это процесс химико-физического характера; сложное явление по превращению веществ, что являются изначальными участниками экзотермической реакции, в продукт сгорания. Сопровождается относительно большим и интенсивным выделением теплоты. Химическая энергия, сохраненная в виде запаса и пребывающая в компонентах исходных смесей, может также выводиться и принимать форму излучения тепла и/или света. Светящую зону именуют фронтом или пламенем.

Химические реакции сгорания чаще всего «двигаются» по механизму разветвленно-цепного типа с постоянным прогрессированием самоускорения. Последнее происходит благодаря выделению тепла в реакции. В отличие от иных видов окислительных и восстановительных реакций, горение обладает большим тепловым эффектом, а энергетический потенциал активации обуславливает большую зависимость между скоростью реакции и температурой. Для начала протекания данного явления необходимо наличие инициатора. Человечество использует потенциал данного процесса и все его виды. Котлы длительного горения, ракетные и автомобильные двигатели, различные горелки и многое другое стало возможным именно благодаря исследованию и изучению горения.

Классификация

Виды горения классифицируются по разным признакам. Например, определение типа процесса зависит от скорости, с которой двигается смесь горения. Такое различие позволяет выделять медленные (дефлаграцию) и детонационные виды горения. Волны первого вида способны распространяться с дозвуковой скоростью, а химическая реакция поддерживается при помощи нагрева реагентов, которые образуют ударную волну. Нагревание, в свою очередь, отвечает за движение волны от источника (ее распространение). Медленное горение бывает ламинарным и турбулентным. Детонация всегда происходит в турбулентной форме. Виды горения газов, твердых веществ и жидкостей могут обладать некоторыми особенностями протекания процесса. Однако это не является важным фактором, определяющим условия их классификации.

Пламя

Виды горения и условия горения обуславливают множество различных видов основного объекта этой статьи. Человек использует их в зависимости от сферы деятельности, начиная от быта и заканчивая проектировкой космических ракет.

Пламя – часть процесса горения. Однако важно помнить, что на фоне ламинарного или турбулентного г-ния, тления и т. д., оно является, скорее, описанием определенного участка огня. Пламенем обозначают светящуюся зону, образованную в ходе г-ния. Горение природного газа может обуславливать нагревание температуры в воздухе до двух тысяч Кельвинов.

Пламя, образованное сгоранием углеродного топлива, способно проявлять взаимодействие с электромагнитными полями. Это говорит о наличии заряженных частиц. Фактически доказано, что пламя может обладать «поведением» слабоионизированной плазмы. Явление, отвечающее за генерацию ионов, называют хемоионизацией.

Ламинарная форма горения

Говоря о видах горения, следует упомянуть о понятии ламинарного г-ния. Оно наблюдаемо в случае небольшой скорости течения смеси. Таким способом сгорает свеча, и работают газовые плиты при небольшом расходе топлива. Однако газ при этом является перемешанным с другими веществами, что вызывает постоянное движение фронта пламени относительно исходных смесей с конкретно заданными условиями скорости, которая, в свою очередь, зависит от показателей температуры, давления, а также реагентов реакции. Условия зажигания здесь роли не играют.

Турбулентная форма горения

Турбулентное г-ние – это «работа» над смесью, которую можно определять как турбулентную. Данная реакция является самой сложной для изучения, а также она крайне часто встречается в практических механизмах и устройствах. На сегодняшний день не существует законченной теории турбулентного горения, которая в полной мере способна была бы описать данный процесс.

Существует немало проблем, связанных с исследованием турбулентного горения. Например, взаимное влияние горения на турбулентность и наоборот приводит к тому, что процесс г-ния может как интенсифицироваться благодаря тепловыделению (сверх нормы), так и уменьшаться. Последнее обуславливается увеличением вязкости с ростом температуры.

Гетерогенное сгорание

Еще одним видом горения веществ является гетерогенная реакция. Эти процессы являются противоположными гомогенным. Такое горение происходит в гетерогенной системе, то есть системе, содержащей более 1-й фазы (примером служат газ и жидкость). Также сюда включают процессы, протекающие в условиях границы фазового разделения. Очень часто под гетерогенным горением подразумевают химическую реакцию, в ходе которой ее реагент (топливо) испаряется, а процесс происходит в разных газовых фазах. Примером может послужить сгорание угля на воздухе. Здесь углерод способен реагировать с молекулами кислорода и образовывать угарный газ, который, в свою очередь, может догореть в газовой фазе и обусловить создание углекислого газа. Существует несколько типов гетерогенного горения, которые могут отличаться по механизму.

Особые виды

Тление – особая форма медленного сгорания. Она поддерживаться благодаря выделяющемуся теплу в реакции молекул O2 с горячим конденсированным веществом. Реакция происходит на поверхности реагента и аккумулируется в фазе конденсации.

Твердофазным г-нием называются процессы, протекающие в порошках неорганической и органической природы. Эти явления относятся к автоволновым и экзотермическим. Они не сопровождаются заметным выделением газов.

Сгорание в пористых средах характеризуется тем, что сама среда, например керамическая матрица, нагревается благодаря расходу на это определенной части тепла. В свою очередь, матрицей подогревается исходная смесь. Здесь продукт рекуперируется.

Также существует беспламенное горение.

«Пожар!»

К видам горения часто причисляют пожар.

Пожар – это процесс, который человек не контролирует. Он не является видом горения, но тем не менее, пожар причиняет много материального ущерба, а также чрезвычайно опасен для жизни животных, включая человека. В ходе открытия и изучения огня и его свойств проблема пожара стала относительно часто встречаться в жизни людей. Среди методов борьбы главными по сей день остаются профилактические меры и непосредственная защита. Последнюю функцию выполняют отряды оперативного реагирования – пожарные службы. Существует множество особых оповещателей. Вызвать эти службы можно набрав телефон 101. Помимо основного номера, с 2013 года был добавлен также звонок на линию «112». Чаще всего для борьбы с пожарами используют воду, песок, огнетушитель, брезенты и асбестовые материалы.

§ 1. Процессы горения. Виды горения : вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.

Правильная организация противопожарных мероприятий и тушения пожаров невозможна без понимания сущности химических и физических процессов, которые происходят при горении. Знание этих процессов дает возможность успешно бороться с огнем.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Окислителем в процессе горения может быть кислород, а также хлор, бром и другие вещества.

В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха. Этот вид окислителя и принят в дальнейшем изложении. Горение возможно при наличии вещества, способного гореть, кислорода (воздуха) и источника зажигания. При этом необходимо, чтобы горючее вещество и кислород находились в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания имел необходимый запас тепловой энергии.

Известно, что в воздухе содержится около 21% кислорода. Горение большинства веществ становится невозможным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие вещества (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ прекращается.

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. Источником зажигания может быть горящее пли накаленное тело, а также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др.

Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют горением кинетическим . Скорость его определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным горением, так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.

Для возгорания тепло источника зажигания должно быть достаточным для превращения горючих веществ в пары и газы и для нагрева их до температуры самовоспламенения. По соотношению горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедные смеси содержат в избытке окислитель и имеют недостаток горючего компонента. Богатые смеси, наоборот, имеют в избытке горючий компонент и в недостатке окислитель.

Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горение называется самовоспламенением. Самоускорение химической реакции при горении подразделяется на три основных вида: тепловой, цепной и комбинированный — цепочечно-тепловой. По тепловой теории процесс самовоспламенения объясняется активизацией процесса окисления с возрастанием скорости химической реакции. По цепной теории процесс самовоспламенения объясняется разветвлением цепей химической реакции. Практически процессы горения осуществляются преимущественно по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.

Сгорание различают полное и неполное. При полном сгорании образуются продукты, которые неспособны больше гореть: углекислый газ, сернистый газ, пары воды. Неполное сгорание происходит, когда к зоне горения затруднен доступ кислорода воздуха, в результате чего образуются продукты неполного сгорания: окись углерода, спирты, альдегиды и др.

Ориентировочно количество воздуха (м 3 ), необходимое для сгорания 1 кг вещества (или 1 м 3 газа),

где Q — теплота сгорания, кДж/кг, или кДж/м 3 .

Теплота сгорания некоторых веществ: бензина-47 000 кДж/кг; древесины воздушно-сухой -14 600 кДж/кг; ацетилена — 54400 кДж/м 3 ; метана — 39400 кДж/м 3 ; окиси углерода — 12600 кДж/м 3 .

По теплоте сгорания горючего вещества можно определить, какое количество тепла выделяется при его сгорании, температуру горения, давление при взрыве в замкнутом объеме и другие данные.

Температура горения вещества определяется как теоретическая, так и действительная. Теоретической называется температура горения, до которой нагреваются продукты сгорания, в предположении, что все тепло, выделяющееся при горении, идет на их нагревание.

Теоретическая температура горения

где m — количество продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг вещества; с — теплоемкость продуктов горения, кДж/ (кг*К); θ — температура воздуха, К; Q — теплота сгорания, кДж/кг.

Действительная температура горения на 30-50% ниже теоретической, так как значительная часть тепла, выделяющегося при горении, рассеивается в окружающую среду.

Высокая температура горения способствует распространению пожара, при ней большое количество тепла излучается в окружающую среду, и идет интенсивная подготовка горючих веществ к горению. Тушение пожара при высокой температуре горения затрудняется.

При рассмотрении процессов горения следует различать следующие его виды: вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.

Вспышка — это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание — возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Возгораемость — способность возгораться (воспламеняться) под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание — это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).

Горение при этом возникает без внесения источника зажигания — за счет теплового или микробиологического самовозгорания.

Тепловое самовозгорание вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду.

Микробиологическое самовозгорание возникает в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). Температура самовоспламенения является важной характеристикой горючего вещества.

Температура самовоспламенения — это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей, газов и твердых веществ, имеющих применение в машиностроительной промышленности, приведены в табл. 28.

Таблица 28 Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей

Химия: 10 повседневных реакций в жизни

Поиск по сайту

Навигация

Это интересно

Хомяки

Прочтите эту удивительную коллекцию интересных фактов о хомяках. Узнайте, каких видов они бывают, где живут, как переносят еду к себе в норы и многое другое.

Последние новости

  • 17 августа 2015 года ВСЕ НОВОСТИ

В последние годы в российских школах полным ходом идет модернизация образования. Она призвана решить такие основные задачи, как — повышение доступности, качества и.

Химия: 10 повседневных реакций в жизни

  • 30 сентября 2014 года
  • Теги: пищеварение, кислотно-щелочная реакция, батарейка, реакция горения, ржавчина, 10 повседневных реакций в жизни, аэробное клеточное дыхание, фотосинтез, анаэробное дыхание, углекислый газ, химия, химическое уравнение, моющие средства, мыло, химическая реакция, химия

В этой статье Вы узнаете о 10-ти наиболее повседневных химических реакций в жизни!

Реакция № 1 – Фотосинтез

Растения применяют химическую реакцию фотосинтез, чтобы преобразовать углекислый газ в воду, пищу и кислород. Фотосинтез – одна из самых распространенных и важных химических реакций в жизни. Только благодаря фотосинтезу растения производят для себя и животных еду, он превращает углекислый газ в кислород. 6 СО2 + 6 Н2О + свет → C6H12O6 + 6 O2

Реакция № 2 – Аэробное клеточное дыхание

Аэробное клеточное дыхание — это противоположный процесс фотосинтеза в том, что энергия молекул в сочетании с кислородом, которым мы дышим, с целью высвобождения энергии, необходимым нашим клеткам, плюс углекислый газ и вода. Энергия, используемая клетками, является химической реакцией в формате АТФ.

Общее уравнение аэробного клеточного дыхания: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energy (36 ATPs)

Реакция № 3 – Анаэробное дыхание

В отличие от аэробного клеточного дыхания, анаэробное дыхание описывает набор химических реакций, которые позволяют клеткам получать энергию от сложных молекул без кислорода. Ваши клетки в мышцах выполняют анаэробное дыхание, когда Вы исчерпаете кислород, поставляемый им, например, во время интенсивных или продолжительных физических упражнений. Анаэробное дыхание дрожжей и бактерий используется для брожения, производства этанола, диоксида углерода и других химических веществ, которые производят сыр, вино, пиво, хлеб и многие другие продукты питания.

Общее химическое уравнение для анаэробного дыхания: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + энергия

Реакция № 4 – Горение

Каждый раз, когда Вы зажигаете спичку, жжете свечу, разводите огонь или зажигаете гриль, Вы видите реакцию горения. Реакция горения сочетает в себе энергетические молекулы с кислородом, с образованием диоксида углерода и воды.

Например, реакция горения пропана, найденная в газовых грилях и некоторых каминов, является: C3H8 + 5O2 → 4H2O + 3CO2 + энергия

Реакция № 5 – Ржавчина

Со временем железо становится красным, слоеное прикрытие под название ржавчина. Это пример реакции окисления. Другие бытовые предметы включают формирование ярь-медянки.

Химическое уравнение для ржавчины железа: Fe + O2 + H2O → Fe2O3. XH2O

Реакция № 6 – Смешивание химических веществ

Если смешать уксус с пищевой содой или молоко с разрыхлителем в рецепте, Вы увидите, как произойдёт обмен реакциями. Ингредиенты рекомбинируют с образованием диоксида углерода и воды. Углекислый газ образует пузырьки и помогает выпечке подняться.

На практике эта реакция довольно проста, но часто состоит из нескольких этапов. Вот общее химическое уравнение для реакции соды с уксусом: HC2H3O2(aq) + NaHCO3(aq) → NaC2H3O2(aq) + H2O() + CO2(g)

Реакция № 7 – Батарейка

Электрохимические или окислительно-восстановительные реакции батарейки используют для преобразования химической энергии в электрическую энергию. Спонтанные оксилительно-восстановительные реакции протекают в гальванических элементах, в то время как неспонтанные происходят в электролизерах.

Реакция № 8 – Пищеварение

Тысячи химических реакций происходят в процессе пищеварения. Как только Вы положили еду в рот, фермент в слюне, амилаз, начинает разрушать сахар и другие углеводороды в более простые формы, чтобы Вы могли поглотить пищу. Соляная кислота в желудке вступает в реакцию с пищей, чтобы разбить ее, в то время как ферменты расщепляют белки и жиры, чтобы те могли пройти по крови через стенки кишечника.

Реакция № 9 – Кислотно-щелочная

Всякий раз, когда Вы объединяете кислоты с основанием, Вы выполняете кислотно-щелочную реакцию. Это реакция нейтрализация кислоты и основания с образованием соли и воды.

Химическое уравнение для кислотно-щелочной реакции, которая производит хлорид калия: HCl + KOH → KCl + H2O

Реакция № 10 – Мыло и моющие средства

Мыло и моющие средства получены чистым путем химических реакций. Мыло превращает грязь в эмульсию, а это значит, масляные пятна связаны с мылом, чтобы они могли быть удалены водой. Моющие средства действуют как поверхностно-активные вещества, понижая поверхностное натяжение воды, чтобы они могли взаимодействовать с маслами, изолировать и промыть их.

Похожие новости

Досрочный ЕГЭ по химии и обществознанию

В настоящее время полным ходом идет волна досрочного периода ЕГЭ. Уже можно сказать, что единый государственный экзамен (ЕГЭ) по химии и обществознанию досрочного периода прошел без.

Химия: 10 опасных молекул

Любая молекула может быть опасна в правильном месте. Этот список состоит из 10 опасных молекул, с которыми нужно обращаться аккуратно. В эту коллекцию я включил пару опасных молекул, Вы.

Горение

Горение – это совокупность одновременно протекающих физических процессов (плавление, испарение, ионизация) и химических реакций окисления горючего вещества и материала, сопровождающееся, как правило, световым и тепловым излучением и выделением дыма. В основе горения лежит взаимодействие горючего вещества с окислителем, преимущественно с кислородом воздуха.

Однако горения может осуществляться без доступа воздуха (кислорода), если в состав горючей массы (среды) входит окислитель в виде примеси или составной части молекулы. В производственных условиях или ракетной технике горения может осуществляться в атмосфере таких окисляющих газов, как фтор, хлор, окислы азота и другие.

Некоторые вещества (порошкообразные титан и цирконий) способны гореть в атмосфере азота, двуокиси углерода, не относящимся к традиционным окислителям.

В зависимости от способа подвода окислителя различают:

  • диффузионное горение, когда реагенты (горючее и окислитель) перед началом горения не были перемешаны, а их смешение происходит в процессе горения за счет диффузии;
  • гомогенное горение, когда реагенты перед началом горения были перемешаны без поверхности раздела фаз;
  • гетерогенное горение, когда реагенты находятся в разных агрегатах состояния (твердое + газ, твердое + жидкость) или между ними имеется поверхность раздела (твердое + твердое, несмешивающиеся жидкость + жидкость). Гетерогенное горение часто относят к диффузионному горению.
  • горение, скорость которого лимитирована скоростью химической реакции, называют кинетическим горением. Так как скорость химического взаимодействия, как правило, выше скорости диффузии, кинетическое горение протекает с максимальной для данной системы скоростью (дефлаграция, детонация).

При пожаре отмечается смешанный тип горения. В зависимости от скорости горение может быть медленным (тление), нормальным (дефлаграция) и взрывообразным (взрыв), переходящим в детонационное (детонация).

По внешнему проявлению горение может быть пламенным или беспламенным.

Беспламенное горение может возникнуть в результате дефицита окислителя (тление) или при низком давлении насыщенных паров горючего вещества (горение тугоплавких металлов и кокса).

По механизму развития горение может быть тепловым, при котором причиной самоускорения реакций окисления является повышение температуры, и автокаталитическим (цепным), когда ускорение процесса достигается накоплением промежуточных катализирующих продуктов (активных центров). Автокаталитическое горение осуществляется при сравнительно низких температурах. При достижении определенных концентраций промежуточных каталитических продуктов автокаталитическое горение может переходить в тепловое. При этом температура горения резко возрастает.

Горение может возникать и развиваться спонтанно, стихийно (пожар), но может быть специально организованным, целесообразным: энергетическое горение (в целях получения тепловой или электрической энергии) и технологическое горение (доменный процесс, металлотермия, синтез тугоплавких неорганических соединений и т.д.).

Горение характеризуется такими величинами, как: температура, скорость, полнота, состав продуктов. Располагая данными о механизме горения и его характерных особенностях, можно увеличивать скорость и температуру горения (промотирование горения) или снижать их вплоть до прекращения горения (ингибирование горения).

Источники: Основные характеристики горения. Мальцев В.М., Мальцев М.И., Кашпоров Л.Я. —М., 1977; Процессы горения в химической технологии и металлургии. Мержанов А.Г. —Черноголовка, 1975; Физика горения и взрыва. Хитрин Л.Н. —М., 1957.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector