Цепные разветвлённые реакции

Информация для студентов / Цепные разветвлённые реакции
Страница 3

В результате конкуренции разветвления и обрыва возникает специфический механизм цепной разветвлённой реакции, зависящий от многих факторов. В книге Лейдлера (стр.194) рассматриваются взрывные пределы этой реакции. Цитируем: “Реакция водорода с кислородом протекает со скоростями, удобными для измерения между 450 и 600о С; выше этого интервала все смеси взрываются. Если стехиометрическую смесь (H2;O2) держать при (T; p)=(550 оС; 2 тор), то протекает гомогенная реакция. С постепенным повышением давления скорость реакции увеличивается. При некотором критическом давлении, величиною в несколько миллиметров (его точное значение зависит от размеров и формы реакционного сосуда), смесь взрывается. Если смесь выдерживать при p =200 тор, то вновь протекает спокойная стационарная реакция, но, если давление понизить, то при p =100 тор смесь взорвётся. Таким образом, при этой температуре имеется некоторый интервал давлений, внутри которого наблюдается взрыв, а выше и ниже его реакция протекает со стационарной скоростью. Выше 600 оС смесь взрывается при всех давлениях, а ниже 400 оС не взрывается совсем. Два взрывных предела называют первым и вторым или верхним и нижним.

Существует также и третий предел при ещё более высоких давлениях. Иногда этот третий предел является просто термическим пределом; и в этих случаях скорости реакций становятся настолько высокими, что условие изотермичности не сохраняется. Такие взрывы, которые происходят за счёт повышения температуры реакционной системы, называют термическими (тепловыми) . Существуют доводы и в пользу того, что взрыв при третьем пределе в системе (H2;O2) не является термическим, а происходит за счёт внезапного повышения концентрации активных центров-свободных радикалов .”.

Представим исходные состояния реакционной смеси в виде диаграммы в координатах температура – давление (T-p). Координатная плоскость оказывается разделённой на две области Z -образной кривой (-aebdc-) (рис.).

t

Рис.

18

. Стационарный цепной режим воспламенения

t

1) Если

При высокой скорости обрыва цепи выде-

ляющаяся энергия успевает отводиться в

окружающую среду. Реакция протекает в

стационарном режиме.

2) Если

При высокой скорости разветвления цепи

выделяющаяся энергия не успевает отво-

диться в окружающую среду и за счёт неё

лавинообразно нарастает число активных

центров. Реакция очень быстро переходит

в режим теплового взрыва.

Полезно не смешивать взрывы цепной и тепловой . Их природа различна.  

Рис.19. Разветвлённый цепной режим воспламенения

Страницы: 1 2 3 4 5

Смотрите также

Абсорбционные оптические методы
Абсорбционные оптические методы. Атомно-абсорбционный анализ. Молекулярно-абсорбционный анализ. Фотометрия (колориметрия, фотоколориметрия, спектрофотометрия)   Методы анализа, о ...

Приложение 4
Добыча нефти без газового конденсата за 1993 год в тоннах (по способам добычи) Российская Федерация Насосный                                          283708241 т. Электропогружными насос ...

Радиоактивность и радиация
...