Цепной механизм реакций горения

Н. Н. Семенов один из первых указал на необходимость связать макроскопический процесс распространения пламен с конкретным цепным механизмом реакций горения. Прямым следствием этого явились блестящие работы Института химической физики в области теории горения. И. Н. Семенов в числе первых выдвинул идею о том, что один из важнейших в химии XX в. процесс полимеризации осуществляется по цепному механизму. [c.9]

Цепной механизм реакций горения газов [c.54]

Таким образом, тонкораспыленная вода может быть использована для управления тепловым состоянием агломерируемого слоя и для интенсификации процесса агломерации. Интенсифицирующее действие (конденсированной влаги и паров воды) на теплообмен и горение углерода объясняется теплофизическими свойствами теплоносителя и цепным механизмом реакции горения углерода во влажной среде. [c.261]

ЦЕПНОЙ МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ ГОРЕНИЯ [c.49]

Тепловая теория горения может быть применена при различных механизмах реакции в пламени, если только соблюдается подобие полей температур и концентраций. Диффузионная теория применяется при цепном механизме реакции в пламени, особенно в тех случаях, когда велика концентрация атомов водорода в зоне реакции. [c.24]

Таким образом, в области давлений Р < Р < Р горение водорода представляет собой разветвленную, а в области давлений Р Р — неразветвленную цепную реакцию. Однако механизм реакции горения водорода в обоих случаях единый и включает в себя все элементарные реакции. Различие обусловлено лишь тем, что с изменением условий, в частности давления, изменяется роль этих реакций в общем процессе горения водорода при давлениях Pj [c.216]

Действие стенок проявляется как в охлаждении пламени, так и в обрыве цепей при цепном механизме реакции. Теория в первом приближении предсказывает обратно пропорциональную зависимость гасящего расстояния от скорости горения и отчасти зависимость от геометрии горелки [17]. Однако влияние стенок на кинетику реакций в пламенах является косвенным, и, в частности, этим определяется конструкция горелок, применяемых в экспериментальных исследованиях пламен. [c.210]

Основу современных представлений о механизме реакций горения составляет цепная теория самовоспламенения. [c.236]

Известно, что процессы горения Нг, СО и , H имеют в своей основе цепной механизм. Ингибиторы горения вступают в химическое взаимодействие с активными центрами цепных реакций Н, О и ОН и переводят их в молекулярную форму, насыщенные соединения или малоактивные радикалы. Гибель активных центров приводит к замедлению цепных реакций, т. е. к снижению интенсивности горения. [c.74]

Исследования показали, что механизм реакции горения СО имеет цепной характер. В качестве активных центров действуют молекулы НзО и На (если они присутствуют в смеси). Если этих газов в смеси нет, то в качестве активных центров выступают [c.225]

В гл. III были рассмотрены основные положения классической кинетики, выводы которых основаны на законе действующих масс и законе распределения Максвелла—Больцмана. Кинетические уравнения процесса выводятся на основании стехиометрических уравнений химических реакций. Правильность положений классической кинетики подтверждена многими химическими процессами, но ряд реакций не описывался установленными закономерностями. Оказалось, что действительный механизм этих реакций иной, чем это следовало из стехиометрических уравнений. В основе некоторых химических превращений лежит цепной механизм реакций. Процесс протекает через ряд промежуточных реакций, ведущую роль в которых играют так называемые активные центры—атомы и радикалы. Полимолекулярные реакции, скорость которых зависела от одновременного столкновения многих молекул, требовали ббльшей энергии активации для их осуществления. С помощью промежуточных реакций более низкого порядка химические процессы завершаются в результате преодоления более низких энергетических барьеров. Разработанная Н. И. Семеновым и его сотрудниками цепная теория горения явилась дальнейшим логическим развитием классической теории окисления. [c.75]

Более поздние обобщения работ по изучению медленной цепной разветвленной реакции окисления водорода были сделаны в монографиях А. Б. Налбандяна и В. В. Воеводского Механизм окисления и горения водорода . Изд. АН СССР, 1949, и Н. Н. Семенова О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности . Изд. АН СССР, 1958,- Прим. ред.) [c.390]

Хотя для описания кинетики цепных разветвленных взрывных реакций есть различные механизмы, совершенно отличные от чисто тепловых взрывов, формально зависимости пределов воспламенения от температуры совпадают. Механизм распространения разветвленного взрыва в виде медленной волны горения должен быть связан скорее о диффузией радикалов, ведущих цепь, а не с диффузией тепла. Зельдович [54] показал, что в первом приближении можно считать, что градиенты концентрации и температуры пропорциональны друг другу. В этих условиях формальные уравнения для распространения волны будут одинаковы для обоих механизмов взрыва и совершенно независимо от цепного механизма градиенты концентрации и температур в пламени будут пропорциональны друг другу во всех точках. С физической точки зрения это вполне вероятный результат, потому что наиболее резкие перепады температур должны проявляться там, где скорость реакции наибольшая, что в свою очередь вызывает образование максимальных концентраций продуктов. [c.399]

Механизм образования сажи (дисперсного углерода) при горении реактивного топлива и в общем случае при химических превращениях углеродсодержащих веществ изучен еще недостаточно. Исследователи основную роль отводят полимеризации или цепным разветвленным реакциям. В последнем случае физико-химическая модель процесса включает разветвленные цепные реакции образования радикалов-зародышей, превращение их в зародыши твердой фазы (минимальные частицы, имеющие физическую поверхность) и дальнейший рост зародышей за счет гетерогенного разложения углеводородов на их поверхности. Сторонники полимеризационной схемы отмечают, что образование ацетилена наблюдается даже в метано Кисло-родном пламени. После достижения максимальной концентрации ацетилен превращается в моно- и полициклические ароматические углеводороды и полиацетилен. Экспериментально показано также, что в соответствующих условиях появлению сажевых частиц предшествует образование (в результате полимеризации) крупных углеводородных молекул с молекулярной массой примерно 500. [c.168]

По цепному механизму протекают такие важные химические реакции как горение, взрывы, процессы окисления углеводоро. ов (получение спиртов, альдегидов, кетонов, органических кислот) и реакции полимеризации. Поэтому теория цепных реакции служит научной основой ряда важных отраслей техники и химической технологии. [c.183]

Процессы распространения пламени различаются по способам передачи энергии от горящих слоев в свежую смесь. Различают диффузионно-цепное и тепловое распространение пламени [18]. Диффузия из зоны горения в свежую смесь активных центров, вызывающих развитие цепных реакций в новых слоях, играет основную роль в диффузионно-цепном механизме распространения пламени, тогда как при тепловом распространении основное значение приобретают процессы передачи тепла из зоны горения в свежую смесь. При распространении пламени в камере сгорания двигателя имеют место оба механизма, но значение каждого из них меняется по мере развития процесса сгорания. Непосредственно после воспламенения горючей смеси основная роль в распространении пла- [c.55]

При нормальных условиях реакция образования воды практически не идет из-за высокой энергии активации. При наличии радикальных частиц типа ОН-, Н-, О- реакция горения водорода протекает по механизму разветвленной цепной реакции с высокими скоростями. Зарождение цепи может протекать в результате реакций [c.608]

Реакция горения протекает по цепному механизму и инициируется нагреванием или световым облучением высокой мощности. Состояние равновесия системы существенно зависит от температуры, выше 1500°С оно сдвигается вправо. На рис. 21.8 показана зависимость концентрации хлора в эквимолекулярной смеси с водородом от температуры. Однако на практике для обеспечения достаточно высокой скорости синтеза температуру в реакторе поддерживают в пределах 2300°С, [c.351]

Приведенный набор реакций носит в известной мере предположительный характер. Однако с его помощью объясняются некоторые особенности горения водорода, пределы воспламенения, влияние катализаторов и т. п. Кинетические характеристики промежуточных реакций подбираются путем сопоставления с имеющимися опытными данными. Отметим, что после воспламенения, когда реакции разветвления цепей доминируют над реакциями обрыва, скорость горения (скорость получения конечного продукта — водяного пара) определяется промежуточной реакцией 2. Выше уже говорилось, что к элементарным реакциям применимы рассмотренные закономерности (формальная кинетика). Зависимость скорости реакции от температуры по-прежнему будет отвечать закону Аррениуса, но с низкой энергией активации. С ростом температуры скорость реакции возрастает. При высоких температурах особенности цепного механизма сглаживаются. [c.103]

Пределы воспламенения отвечают условию ф = О для цепного механизма горения водорода, рассмотренного в предыдущем параграфе. Положение первого (нижнего) предела воспламенения ab зависит от размера сосуда и материала стенок. Это говорит о том, что нижняя граница воспламенения определяется равенством скоростей реакции обрыва цепей на стенках и реакции разветвления цепей. Второй предел Ьс, наоборот, не зависит от размеров сосуда и материала стенок. На положение второго предела влияют добавки к смеси посторонних инертных примесей. Следовательно, граница воспламенения, отвечающая второму пределу, определяется равенством скоростей реакций обрыва цепей в объеме и реакций разветвления цепей. [c.107]

Многие вещества Ф. разрушает (отеке да и название фтор , которое сохрани" лось только в русской терминологии)-Шерсть и резина загораются в атмосфе ре Ф. Большинство металлов реагируют с Ф. при обычной температуре Ре, Си, N1 — устойчивы против действия Ф., благодаря образованию на их поверхности защитной пленки фторида, поэтому Ф. перевозят и хранят в стальных баллонах. Реакции прямого фторирования протекают по цепному механизму и часто легко могут перейти в горение и взрыв. Получают Ф. электролизом расплава кислого трифторида калия КР 2НР. Ф. токсичен, предельно допустимая концентрация его в воздухе 2 10 мг/л. Первая помощь при поражении кожи — обильная промывка водой, затем спиртом и употребление пасты из Mg (0Н)2. Жидкий Ф. применяют как окислитель жид- [c.271]

По цепному механизму протекает ряд важных классов химических реакций горение топлива, хлорирование и броми-рование многих соединений, термический распад (крекинг), полимеризация и др. [c.283]

Для примера рассмотрим реакции горения водорода и окиси углерода и реакцию хлора с водородом. Первая из этих реакций протекает по механизму сплошь разветвленных цепей (см. стр. 500), в котором ведущими активными центрами являются атомы Н. Концентрация последних, ввиду автокаталитического характера реакции, может заметно превышать их равновесную концентрацию при температуре пламени, вследствие чего диффузия атомов Н в свежую смесь должна играть существенную роль в ее воспламенении. Поэтому нужно ожидать, что распространение пламени водорода должно обладать чертами, характерными для диффузионного механизма. К этому заключению приводит также тот факт, что ввиду разветвленно-цепного механизма реакции горения водорода, в стадии ее развития выделяется только 10% всей энергии, как это явствует из уравнения реакции Н -Ь О2 + ЗН2 = 2Н2О + ЗН 4- 11,0 ктл. [c.618]

Приведенные выше данные, иллюстрирующие цепной механизм реакции горения, относятся к области невысоких температур и низких давлений. В этих условиях наблюдаются относп-тельно небольшие скорости горения, доступные обычному кинетическому изучению. [c.75]

Изменение скоростп горения от небольших добавок, оставляющих неизменными термические свойства пламени — температуру горения, температуропроводность смеси, а также диффузионный обмен между сгоревшим и свежим, газами, как очевидно, может иметь место только нри цепном механизме реакций в пламени. Тормозящее действие добавок может проявляться и в том случае, когда само распространение пламени происходит по чисто тепловому механизму, именно, в результате усиления обрыва цепей. Приведем ряд наблюдений снижения скорости горения добавками, не иаменяюшими термических характеристик пламени. [c.207]

Из всего сказанного следует, что для окончательного решения вопроса о применимости тепловой теории к пламенам окиси углерода необходимы как дальнейшие количественные исследования кинетики и механизма реакции горения СО (в частности, уточнение значения константы скорости рекомбинации СО и О), так и более точные измерения скорости нормального горения СО в широком диапазоне условий протекания реакции. Необходим также детальный анализ вопроса о границах применимости условия подобия полей температуры и концентраций в случае развс -Бленных цепных реакций. [c.616]

При высоких давлениях (выше верхнего предела Р Р ) механизм реакции горения водорода оказывается иным — реакция становится простой (неразветвленной) цепной реакцией. При высоких давлениях тройные столкновения в системе преобладают над двойными, вследствие чего реакции разветвления цепи (У,33), (У,34) утрачивают свое значение — затухают. Реакция же (У,35), по ребляющая атомы водорода и генерирующая радикалы НО путем тройных столкновений, напротив, начинает развиваться тем [c.215]

Так, в период между 1960—1964 гг. были непосредственно идентифицированы почти все активные центры, принятые в качестве носителей цепного окисления водорода,—атомы Н, О и радикалы ОН. Существование радикалов НОа и их образование в реакциях Н + О2+М было доказано в масс-спектрометрических исследованиях Фонера и Гудсона [37] при взаимодействии атомарного водорода, полученного в электроразряде, с молекулярным кислородом. Имеется ряд работ по идентификации НО2 в твердой фазе на холодных поверхностях (нанример, [38,39]). Для окончательного установления рассматриваемого механизма реакции горения водорода, очевидно, необходимо непосредственно обнаружить НО2 в зоне реакции. Однако до сих пор НОгВ пламени Н, с О2 не обнаружено. [c.182]

Современные представления о физико-химическом механизме реакции горения изложены в работах советских ученых Н. Н. Семенова, Д. А. Франк-Каме нецкого, Я. Б. Зельдовича и, др. Основу этих представлений составляют тепловая теория теплового самовоспламенения и цепная теория окисления. [c.149]

Основу современных представлений о механизме реакций горения составляют тепловая теория самовоспламенения и цепная теория окисления, детально разработанные выдающимися советскими учеными Н. Н. Семеновым, Я. Б. Зельдовичем, Д. А. Франк-Каменецким и др. [c.316]

Как уже указывалось, реакция горения водорода явилась одной из тех реакций, экспериментальное исследование которых дало необходимый фактический материал, легший в основу теории разветвленных цепных реакций. Вместе с тем оказалось, что главные черты механизма этой реакции свойственны такн е и реакциям горения других газов. Поэтому реакцию горения водорода нужно рассматривать как модельную реакцию, в той или иной мере представляющую реакцию горения вообще. Это оправдывает более подробное рассмотрение реакции горения водорода, чему в основном посвящен этот параграф. Общий механизм горения водорода может включать следующие лементарные реакции [c.214]

При распространении пламени реакция также, как правило, протекает по цепному механизму. Рассматривая оановные закономерности этого процесса, можно не учитывать цепного характера реакции, тепловые факторы при горении являются определяющими. Сама цепная реакция не может протекать без соответствующего разогрева при низких температурах развитие цепи реакций прекращается и активные центры быстро превращаются в устойчивые конечные продукты. [c.27]

Необходимо обратить внимание на то, что при равновесии скорости прямой и обратной реакций равны между собой. Однако при термодинамическом расчете равновесия (при выводе закона действующих масс) не требуется детально знать механизм реакции, определяющий ее скорость. Достаточно иметь итоговое стехиоме-трическое соотношение для реакции типа (4-3), определяющее только баланс масс участвующих в реакции веществ. В частности, соотношение (4-4) применимо для расчета равновесия реакций (4-1), (4-2) и других аналогичных реакций, хотя механизм этих реакций очень сложен. Реакции горения водорода и окиси углерода протекают через ряд промежуточных стадий по цепному механизму. Как будет видно из дальнейшего, детали этого механизма крайне существенны при вычислении скоростей реакций. Однако эти детали не играют роли при расчете равновесия. [c.90]

По цепному механизму протекают, например, такие реакции, как горение водорода и окиси углерода (в кислороде). Для первой реакции 2Н2 + О2 = 2НаО можно записать следующий набор промежуточных реакций [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология