Реакции взрывного превращения

Скорость обычных реакций плавно изменяется с изменением условий (температуры, концентрации, давления, размеров сосуда и т. д.). Реакция взрывного превращения протекает чрезвычайно быстро. Одна и та же реакция в зависимости от условий может протекать медленно или со взрывом. Воспламенение—переход от нормального к взрывному превращению, происходит при критических условиях. Реакцию взрывного превращения можно охарактеризовать как реакцию, протекающую очень быстро при достижении системой критических условий. [c.262]

Распространение реакции взрывного превращения в пространстве со скоростью меньше скорости звука называется горением. Детонация—распространение взрывного превращения со скоростью, превышающей скорость звука. [c.263]

Реакции взрывного превращения [c.298]

ГЛАВА XLm. РЕАКЦИИ ВЗРЫВНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ [c.305]

Скорость обычных реакций плавно изменяется с изменением условий (температуры, концентрации, давления, размеров сосуда и т. д.). Реакция взрывного превращения протекает чрезвычайно быстро. Одна и та же реакция в зависимости от условий может протекать медленно или со взрывом. [c.305]

Мерой устойчивости молекулы может служить количество энергии, необходимое для ее разложения, т. е. энергия активации. Энергия активации многих взрывчатых веществ значительна и доходит в некоторых случаях до 251,4-10 Дж/моль (60 ккал/моль) известны лишь некоторые взрывчатые вещества, энергия активации которых составляет только 104,75 Дж/моль (25 ккал/моль) и даже меньше. В то же время для всех типичных ВВ теплота, реакции взрывного превращения значительно превышает энергию активации. [c.38]

Вычисление теплоты взрывного превращения ВВ. Реакция взрывного превращения тротила происходит по уравнению [c.51]

Предположим, что холоднопламенное окисление происходит в эквимолекулярной углеводородо-кислородной смеси прп температуре 300" и начальном давлении 260 мм рт. ст. Примем, что взрывному превращению подвергается 0,01 мм алкилгидроперекиси, что приводит к возникновению свободных радикалов в концентрации 0,02 мм. Рекомбинация этих радикалов протекает практически без энергии активации ( 5 0) и стерический фактор этой реакции можно принять равным единице (/ —Л). [c.351]

Учет расходования вещества. В процессе предвзрывного и взрывного превращения вещество расходуется. С учетом расходования вещества реакция протекания теплового взрыва описывается двумя уравнениями теплового баланса и кинетики расходования вещества [c.264]

При взрывном превращении конденсированных ВВ с отрицательным кислородным балансом (смесь тротила и гексогена) в продуктах реакции присутствует углерод, из которого и образуется алмазная дисперсная фаза с размером частиц порядка 4—5 нм. [c.47]

Взрыв характеризуется тем, что взрывная химическая реакция распространяется со скоростью порядка сотен и тысяч метров в 1 сек. Скорость взрывного превращения характеризуется как неустановившаяся величина, изменяющаяся в ряде случаев в зависимости от условий инициирования взрыва. [c.320]

Необходимым условием взрывного превращения системы является положительный тепловой эффект реакции, протекающей с достаточной скоростью с образованием газообразных продуктов. Так как переход системы из твердого или жидкого состояния в газообразное происходит почти мгновенно, а газообразные продукты занимают объем примерно в 1000 раз больший, чем исходное вещество, и имеют высокую температуру, то у места взрыва создается мгновенный скачок давления в десятки и даже сотни тысяч атмосфер. [c.321]

Взрывное превращение является химической реакцией, началу которой препятствует некоторый энергетический барьер. Величина энергетического барьера определяется энергией активации. [c.321]

Восприимчивость системы к взрывному превращению определяется комплексом явлений энергией активации, тепловым эффектом реакции и физическими условиями, в которых находится вещество. [c.321]

Хотя теоретически всякая система, способная к экзотермическому превращению, в которой тепловое и механическое действие продуктов взрыва ускоряет химическую реакцию, является способной ко взрывному превращению, однако могут существовать системы, для которых создание зарядов с диаметром, обеспечивающим устойчивую детонацию, окажется нереальным, так как этот диаметр должен быть слишком большим. [c.322]

Если к этому моменту осталось достаточное количество вещества, то температура его начнет повышаться, что приведет к дальнейшему ускорению реакции, заканчивающейся самовоспламенением или вспышкой. При более высоких температурах скорость процесса достигает критического значения в более короткие промежутки времени, называемые временем задержки самовоспламенения или вспышки. Та минимальная температура, при которой теплоприход становится больше теплоотвода и химическая реакция вследствие вызванного этим резкого ускорения принимает характер взрывного превращения, носит название температуры самовоспламенения или вспышки. [c.29]

Тепловой эффект процесса, протекающего с участием газов или паров, может быть различен в зависимости от того, идет процесс в постоянном объеме или нет. При расчетах процессов детонации считают, что реакция успевает пройти раньше, чем начнется расширение ее продуктов соответственно для этого случая вычисляют теп к)вой эффект при постоянном объеме (обозначается Qv). Напротив, рассматривая процесс горения, рассчитывают тепловой эффект при постоянном давлении (обозначается Qp). Далее, если при реакции образуются конденсирующиеся вещества (например, вода), то величина теплового эффекта будет изменяться в зависимости от того, в каком состоянии, учитываются эти вещества — жидком или парообразном. В расчетах взрывных превращений, как правило, полагают, что вода и другие аналогичные вещества получаются в виде пара. [c.50]

Минимальную температуру газовой смеси, при которой теплоприход становится больше теплоотдачи и химическая реакция принимает характер взрывного превращения, называют температурой самовоспламенения или вспышки. [c.62]

Возможен, однако, существенно иной механизм взрывного превращения, связанный с прохождением по взрывчатой системе резкого скачка давления — ударной волны. При этом имеют место следующие явления очередной слой газообразного или конденсированного В В подвергается очень резкому удару со стороны продуктов разложения предыдущего слоя, имеющих весьма высокое давление. Быстрое и сильное сжатие вызывает нагрев ВВ до высокой температуры, при которой реакция его разложения идет с большой скоростью. Теплота, выделяющаяся при этой реакции, обусловливает поддержание энергии ударной волны, которая сжимает следующий слой ВВ, и т. д. Таким образом, взрывное-превращение распространяется как совокупность последовательных явлений механических (удар), физических (нагрев) и химических (реакция разложения). Скорость распространения такого процесса по ВВ определяется скоростью ударной волны в данном веществе и составляет несколько километров в секунду. Такой вид взрывного превращения характерен для детонации. [c.71]

В конденсированных ВВ возможны два различных механизма возбуждения реа.кции взрывного превращения. Реакция может, как в газах, возникать в результате подъема температуры в слое вещества, сжатого ударной волной. Однако ввиду малой сжимаемости конденсированных веществ по сравнению с газами разогрев, достаточный для достижения скорости реакции, может возникнуть только при скорости детонации порядка 6—8 км/с. [c.77]

О механизме взрывного превращения дымного пороха. Реакция между твердыми веществами протекает очень медленно. Исследование Боудена показало, что в начальной стадии процесса воспламенения дымного пороха происходит расплавление серы. Возникающий при этом тесный контакт жидкой серы [c.173]

Эти взгляды Армстронга носили скорее интуитивный характер и не были обоснованы достаточно строгим фактическим материалом. Однако они сыграли большую роль, так как впервые поставили вопрос об изучении сгорания углеводородов в таких экспериментальных условиях, которые позволили бы установить истинную последовательность превращений, претерпеваемых при этом углеводородной молекулой. Ведь если сгорание углеводородов представляет собой не непосредственный распад на элементы, а сложный процесс последовательного образования кислородсодержащих соединений, то понятно, что взрывной путь реакции с его высокими температурами и ничтожно малыми временами менее всего благоприятствует вскрытию истинного механизма происходящих при атом превращений. Разумнее, понятно, попытаться воспроизвести этот процесс, хотя бы и с некоторыми изменениями, в значительно более мягких условиях и прежде всего при не столь высоких температурах. И действительно. [c.6]

Таким образом, появление в системе атомов С1 приводит к возникновению нового пути осуществления превращения (11.17), более сложного, чем прямое превращение, но зато неизмеримо более быстрого. Отсюда видно, что в зависимости от пути, по которому идет превращение, один и тот же процесс может идти либо неизмеримо медленно, либо со взрывной скоростью. Реакции (11.18) — (11.20) можно рассматривать как отдельные стадии сложного химического процесса. Совокупность стадий сложного процесса называют механизмом химического процесса. [c.173]

Раздел химии, рассматривающий скорости и механизмы химических процессов и факторы, влияющие на них, называется химической кинетикой. Различные химические реакции протекают с неодинаковыми скоростями — от крайне высоких до очень низких. Достаточно вспомнить такие химические превращения, как взрыв пороха, ржавление железа и др. Чтобы управлять ходом химического процесса и достигать высокой экономической эффективности химического производства, необходимо уметь регулировать скорости реакций увеличивать их для ускорения процессов или уменьшать для предотвращения взрывных или других нежелательных реакций. Для этого надо знать закономерности протекания химических реакций и прежде всего энергетические эффекты, которыми они сопровождаются. [c.164]

В настоящее время в мировой промышленности существуют четыре метода производства полиэтилена. Один метод при высоком давлении и три — при низком давлении. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) имеет целый ряд преимуществ по применению в тех областях, где требуется высокая прозрачность и чистота материала, поскольку не содержит остатков катализатора. Здесь рассматривается один из возможных способов получения ПЭВД. Одним из основных элементов технологической схемы непрерывной полимеризации этилена при высоком давлении является химический реактор. Подлежащий полимеризации газ после предварительной обработки поступает в химический реактор с мешалкой при температуре 30-50 °С. В качестве инициатора полимеризации этилена при высоком давлении используют молекулярный кислород. Процесс полимеризации очень чувствителен к концентрации кислорода, поэтому дозирование кислорода должно быть стабильным. В результате реакции выделяется большое количество теплоты и в реакторе устанавливается относительно высокая температура, которую, ввиду опасности взрывного разложения, следует ограничить максимальной величиной в 280 С. Поэтому степень превращения этилена в реакторе около 20 %. Время пребывания tau реакционной смеси колеблется в пределах 20-300 с. [c.189]

Возможность осуществления цепного свободно-радикального процесса определяется энергетической характеристикой отдельных стадий превращения и всего процесса в целом. При реакции цепного радикального фторирования углеводородов выделяется так много тепла, что этой избыточной энергии хватает на вторичные процессы разрыва С-С- и С—Н-связей исходного соединения и продуктов реакции. В результате реакция протекает со взрывной скоростью и приводит к образованию сложной смеси продуктов фторирования, имеющих меньшее число углеродных атомов, чем исходное соединение. Трудность управления реакцией прямого фторирования углеводородов делает ее непригодной для целей органического синтеза. Реакция прямого иодирования, напротив, вообще не может быть осуществлена из-за того, что стадия (4) в этом случае оказывается эндотермической. В связи с этим молекулярный иод можно использовать как ловушку свободных радикалов, прерывая тем самым нежелательный свободнорадикальный процесс [c.153]

Большая серия работ нашей лаборатории - зб посвящена выяснению механизма превращения гетерогенного окисления водорода, па платиновой нити накала, в гомогенное в условиях вымораживания продуктов реакции жидким воздухом. Исходной предпосылкой этих исследований была проверка правильности точки зрения, согласно которой гомогенная реакция зарождается на поверхности нити накала. Предполагалось также проверить закономерности, связанные с образованием перекиси водорода при каталитическом и взрывном режимах процесса. Оказалось, что этот продукт действительно образуется не только при взрывном горении (выход порядка 10%), но и при катализе (выход порядка [c.325]

Воспламенение — переход от нормального к взрывному превращению, происходит при критических условиях. Реакцию взрывного превращения можно охарактеризовать как реакцию, протекающую очень быстро при достижении системой критических условий. Воспламенение может иметь цепную или тепловую природу. При цепном воспламенении самоускорение обусловлено прогрессирующим накоплением активных промежуточных частиц (атомов и радикалов), ведущих цепную реакцию. В случае теплового воспламенения ускорение реакции обусловлено разогревом смеси вследствие прогрессирующего выде.че-ния теплоты. Необходимое условие теплового воспламенения — экзо-термичность процесса и сильная зависимость скорости реакции от температуры, т. е. достаточно высокая энергия активации. Встречаются цепно-тепловые режимы воспламенения, когда играют роль оба фактора — и рост концентрации радикалов, и тепловыделение. [c.305]

Согласно первой [36], к концу периода индукции холодного пламени происходит накопление алкилгидроперекисей в критической концентрации ое взрывного распада. Наступающий взрыв этой перекиси имеет, по Нейману, цеппую природу. Такой взрыв, следовательно, аналогичен воспламенению на нижнем (нервом) пределе по давлению, который возникает в ходе целого ряда разветвленных окислительных реакций (например, при окисленип фосфора, серы, СО, Н , фосфина и др.). Как мы видели (см. стр. 55), в этом случае взрывному превращению подвергается лишь то количество реагирующей смесп, которое превышает ее критическое значение. В результате взрыв на нижнем иределе приводит к выделению только небольшого количества тепла, которого недостаточно, чтобы создались условия для перехода ценного взрыва в тепловой, связанного уже со взрывным превращением всей реагирующей смеси. Таким образом, но Нейману, нри холодиопламепном окислении углеводорода цепной взрыв органической перекиси, достигшей своей критической концентрации, приводит к взрывному распаду только небольшого ее количества, образовавшегося сверх минимального критического давления па иределе взрывного распада. При этом выделяется незначительное количество тепла, неспособное сколько-нибудь заметным образом оказать влияние на основную реакцию окисления углеводорода. [c.351]

Энергия активации многих взрывчатых веществ колеблется в пределах 125,7 Ю —251,4 10 Дж/моль (30—60 ккал/моль), а теплота взрывного превращения, как правило, — в пределах, 419-10 —1257 10 Дж/моль (100—300 ккал/моль). Следовательно, количество теплоты, Ъсвобождающееся при химическом превращении группы молекул взрывчатого вещества, достаточно для сообщения энергии активации новому и притом большему числу молекул этого вещества. Ясно, что реакции такого типа способны к самораспространению, а соответствующие системы — взрывчатые. [c.37]

При некоторых режимах работы двигателя на бензине может возникать детонационное горение, сопровождшощееся металлическим пуком в цилиндре двигателя, дымлением, падением мощности и повышением температуры двигателя. Детонационный (взрывной) процесс горения отличается скоростью распространения фронта пламени до 1500-2500 м/с. В рабочей смеси в тактах всасывания и сжатия ускоряются реакции окисления углеводородов и образования активных промежуточных продуктов (гидроперекисей). Особенно высока их концентрация в последних порциях несгоревшей части смеси, где наиболее высоки температура н давление. При детонации микроколичеств гидроперекисей возникают ударные волны (см. рис. 2), которые могуг вызывать перегрев двигателя, вибрационные напряжения на деталях камеры сгорания, удаление масляной пленки с поверхности гальзы цилиндра и повышение износа цилиндров и колец. Ресурс работы двигателя в условиях детонации может снизиться в 1,5-3 раза. Глубина и скорость химических превращений при горении рабочей смеси возрастают при повышении температуры и давления ( степени сжатия ) в камере сгорания. [c.39]

Исследуя гетерогенно-гомогенное каталитическое превращение водорода с кислородом в присутствии платины в круглом сосуде при давлении в 80 мм рт. столба и объемных отношениях На Оа = 1,5 4,1, Поляков, Стад-ник и Элькенбард [395] и Поляков и Стадник [394] получили максимальную детонацию газовой смеси при отношении Нд Оз = 2 1 и доказали течение реакции в пространстве они указывают, что механизм реакции не зависит от того, имеет ли она взрывной или гетерогенно-гомогенный характер. Зависимость образования перекиси водорода от температуры платинового катализатора (350 —400°) объясняется различием в числе инициирующих реакцию центров, которые определяют стационарный или взрывной характер процесса, висимость каталитического превращения смеси гремучего газа от общего парциального давления и от формы и размера сосуда, применяемого для реакции, указывает на то, что реакция, идущая в объеме, представляет собой цепной процесс. В дальнейших исследованиях [390, 391, 392, 393] ими установлено, что при увеличении диаметра сосуда взрывчатость гремучей смеси уменьшается. Возможно, это объясняется тем, что реакция происходит на стенке сосуда М согласно уравнению [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология