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第二节燃烧学说和理论.doc


文档分类:中学教育 | 页数:约37页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论人类用火己有几十万年,但对焚烧的原理到现在没有明确结论,当前,焚烧的理论许多,如《燃素学说》、《焚烧氧化学说》、《焚烧分子碰撞理论》、《活化能理论》、《过氧化物理论》、《着火热理论》、《链锁反响理论》等等。可是,对焚烧的实质性理论到现在还没有能圆满的解说。一、活化能理论---物质分子间发生化学反响,第一是促进分子的相互碰撞,以损坏分子内存在的旧的关系,而形成新的关系,这一条件就是使一般分子变为活化分子所必要的最低能量即活化能,它能够使分子活化并参加反响。,在27度时只有十万分之一的碰撞机率,只有超出均匀能量的必定数值的分子,才能进入反响,使化学反响得以进行。它随温度的变化而机率发生变化。当用明火去凑近氢和氧的分子时,会促进更多的分子活化,使更多的氢和氧起反响,反响所产生的热量又连续活化其余分子,互为影响就发展为焚烧或爆炸。二、过氧化物理论---气体分子在各样能量(热能、辐射能、电能、光能、化学反响能等)作用下被活化而焚烧,在焚烧过程中,氧分子第一在热能作用下被活化,被活化的氧分子形成过氧化键-0-0-,这类基键加在被氧化的分子上而成为过氧化物。过氧化物是强氧化剂,不单能形成过氧化物的物质,并且也能氧化其余较难氧化的物质。所以,过氧化物是可燃物质被氧化的最先产物,是不稳固的化合物,能在受热、撞击、摩擦等状况下分解,甚至惹起焚烧或爆炸。三、着火热理论-----着火热理论的主要看法:以为受热、自热的发生是因为在感觉期内化学反响的结果,使热量不停积累而造成反响速率的自动加快。这一理论能够解说大多半碳氢化合物与空气的作用都适合这一结论。以上这些焚烧理论能解说好多焚烧现象,但仍有一些焚烧现象很难用以上理论来解说,如,我们都讲,氧是助燃物,可是,在好多状况下,有好多物质的焚烧,并无助燃物氧气的存在,如:高温下的镁条能够在二氧化碳中焚烧;铜丝、铁丝能够在***气中焚烧;铝和镁能够在氮气中焚烧;磷、***的蒸气在低温下氧化会出现冷焰,(即固然其温度未达到正常着火温度,而己出现火焰)这说明其反响的速率已相当大了。此外还发此刻反响物中加入少许的其余物质,可大大加快或降低反响速率。这些现象的出现,令人们想到可能有其余的活化源。这类活化源是由反响的过程中产生的,明显,这时的反响不单取决于初始的和最后的产物,并且还取决于中间产物,这此中间产物在反响以前和反响以后都是不存在的。这类反响就是链锁反响,也称为链式反响理论,这个理论的成立是本世纪初俄罗斯科学家谢苗诺夫创立的,这一理论能比较圆满地解说焚烧理论,被世界各国所公认。四、焚烧链式反响理论---以为物质的焚烧经历以下几个过程,即助燃物质和可燃物质先汲取能量,尔后离解成为游离基(即极为开朗的原子),游离基与其余分子相互作用,形成一系列连锁反响,这一系列第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论反响是放热反响,将焚烧热量开释出来。链式反响,能够分为不分枝链锁反响和分枝链锁反响二种。不分枝链锁反响的一个重要例子是***和氢的焚烧反响生成***化氢。在室温下,***气和氢气的混淆物储存在黑暗处,不会发生反响,一旦曝露在紫外光下或加热至200度时,立刻就会发生激烈的反响。反响的第一步是链的引起,这是***分子见光分解生成***原子(***原子游离基)的可逆反响:CI2+Hr(光量子)=CI.+***原子(游离基)极其开朗,立刻与氢分子起反响:CI.+H2→HCI+---氢原子(游离基),氢原子又侵袭一个***分子:H.+CI2→HCI+***原子(游离基),这个极其开朗的***原子(游离基)又去与氢分子反响:CI.+H2→HCI+(游离基),又要去侵袭一个***分子,依此类推,反响快速进行下去,这个反响是由***原子(游离基)、氢原子(游离基)与分子交替按链锁反响过程进行的结果,称为链的传达(链的增添),在链的传达(链的增添)中同时发生燃烧。在焚烧过程中,假如因为反响物原子(游离基)与器壁碰撞或惰性介质存在或温度降低等因素时,反响物原子(游离基)会发生H.+.+CI.=CI2的反响,其结果就发生了链的中止或称游离基消逝,即焚烧停止。从以上剖析看出:当增添≥中止时,也就是当链的增添速度≥链的中止速度时,焚烧才会发生和连续。中间止≥增添时,也就是当链的中止速度≥链的增添速度时,焚烧就不会发生或许是正在焚烧的会停止焚烧。经过***与氢的焚烧反响剖析,我们能够这样以为,在某种能源(如光、紫外线、氧化、复原、催化和射线等)的作用下,使物质生成游离基,因为游离基比一般分子均匀动能拥有更多的活化能,所以它的活动能力特别强,简单与其余物质分子进行反响而生成新的物质和新物质游离基,或许自行联合成为稳固的分子。所以,利用某种能源,想法使反响物产生少许的活化中心---游离基,这些最先的游离基即可惹起连锁反响,即链的增添≥链的中止时,焚烧就得以发生和连续,直到反响物所有反响完成止。在连锁反响中,假如活化中心---游离基消逝,则就会使连锁反响中止,这就是链的中止≥链的增添时,焚烧反响就会减弱直至焚烧反响中止而停止。焚烧连锁反响可分为三个阶段即①链的引起(给于能量),产生游离基使链式反响开始;②链的传达,游离基作用于其余参加反响的化合物而产生新的游离基;③链的停止,游离基消毁,连锁反响停止。造成游离基消逝(消毁)的原由好多:如①、游离基相互碰撞而生成分子;②、游离基与掺入混淆物中的杂质发生付反响;(也就是杂质吸附第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论了游离基)③、游离基与活性的同类分子或惰性分子相互碰撞,进而将能量分别;④、游离基撞击器壁而被吸附等。依据以上理论,我们在设计阻火器(火星熄灭器)时,能够用金属铁板来制作,利用散热来降低温度,达到灭火(熄火)之目的。也能够用陶瓷或耐火砖等来制作,我们只需限制管径,阻挡气流方向,使焚烧气体能碰撞器壁,使焚烧中的火星的游离基因与器壁碰撞而使链的中止速度≥链的增添速度,火焰或火星即会熄灭。进而起到阻火、熄火的作用。从上所述,焚烧是一种复杂的物理化学反响,放出光和热是物理现象,游离基的产生是连锁化学反响中的中间产物,依照链式反响理论,焚烧不是两个气态分子之间直接起作用,而是它们的分裂物---游离基这此中间产物进行的链式反响过程。第三节物质的焚烧一、焚烧焚烧俗称着火。凡物质发生激烈的氧化反响,同时发出光和热的现象称为焚烧;它拥有发光、放热、生成新物质三个特色。第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论H2+CI2光→2CI+Q2C0+02焚烧→C02+QC+02焚烧→C02+Q以上反响均是焚烧氧化反响,在反响过程中发光、放热并生成新物质。我们在高中化学课中曾学****过对于电子得失和化学价变化理论,焚烧反响也能够用电子得失和化学价变化来定义:凡是可使被氧化物质失掉电子的反响,并且有发光、放热的现象,称为焚烧反响。H+1+CI-1光→HCI+Q在反响中氢失掉一个电子被氧化,而***获得一个电子被还还,并且发出光和热现象,这就是焚烧反响。焚烧反响,三个特色一个都不可以缺乏,假如缺乏此中一个条件均不可以被称为焚烧反响。如:电灯照明时发出光和热,但没有产生新的物质,这是一种物理现象,不可以称为焚烧。又如:电炉通电后,电热丝会发红、发热,但没有新的物质生成,停电后仍旧是电热丝,这仍是一种物理现象,不可以称为焚烧。再又如:H2SO4+Zn---→ZnSO4+H2+Q这个反响中,硫酸与锌反响能放出热,并生成了新的物质硫酸锌,可是没有发光现象,所以也不可以称为焚烧。二、焚烧的一定条件和其余影响焚烧的条件CO+O2温度(能量)→CO2+Q第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论在上式反响中CO与O2的焚烧反响中,CO是可燃物,O2气是助燃物,温度(即能量)是着火源。这里的可燃物、助燃物、着火源三个条件就是焚烧反响中一定同时具备的三个条件,三者缺一不行,这就是我们常讲的焚烧“三因素”。假如在焚烧过程中,我们用人为的方法和手段去除去此中一个条件则焚烧反响就会停止,这就是灭火的基根源理。1、可燃物---凡能与空气和氧化剂起激烈反响的物质称为可燃物。按形态,可燃物可分为固体可燃物、液体可燃物随和体可燃物三种物质的可燃性跟着条件的变化而变化,如:木粉比木材刨花简单焚烧,木刨花比大块木段简单焚烧,木粉甚至能发生爆炸;又如:铝、镁、钠等是不燃的物质,可是,铝、镁、纳等物质成为粉末后不只能发生自燃,并且还可能会发生爆炸;又如:烧红的铁丝在空气中不会焚烧,假如将烧红的铁丝放入纯氧或***气中,铁丝会特别简单被焚烧;再如:甘油在常温下不简单焚烧,但遇高锰酸钾时则会激烈的燃烧。。2、助燃物---凡能帮助和保持焚烧的物质,均称为助燃物。常有的助燃物有空气和氧气,还有***气、***酸钾、高锰酸钾等氧化性物质也是助燃物。空气助燃的助燃性能会跟着空气中的氧含量变化而变化;我们知道空气中的氧含量大概在21%左右,当空气中的氧含量逐渐降低时,焚烧反响会逐渐减弱,当空气中氧含量降至14%左右时焚烧反响较为困难,当空气中氧含量降至14%以下时,焚烧反响就很难保持而会第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论中止,当空气中氧含量降至17%以下时,焚烧即完整停止;当空气中的氧含量增高时,焚烧反响会逐渐激烈,能使一些平常在空气中较难引燃的可燃物会变为很简单焚烧;如在纯氧的条件下,可燃物的燃烧会变得特别剧烈,甚至能使一些平常不会焚烧的铁、铝、镁等金属也会被激烈的焚烧。(见制氧厂事例)3、着火源---凡能惹起可燃物质焚烧的能源,统称为着火源。着火源主要有以下五种:①、明火---明火炉灶、柴火、煤气炉(灯)火、喷灯火、酒精炉火、香烟火、打火机火等开放性火焰。②、火花和电弧---火花包含电,气焊接和切割的火花,砂轮切割的火花,磨擦、撞击产生的火花,烟囱中飞出的火花,灵活车辆排出火花,电气开、关、短路时产生的火花和电弧火花等等。③、危险温度---一般指80℃以上的温度,如电热炉,烙铁,熔融金属,热沥青,砂浴,油浴,蒸汽管裸露表面,白炽灯等等。④、化学反响热---化合(特别是氧化),分解,硝化和聚合等放热化学反响热量,生化作用产生的热量等等。⑤、其余热量---辐射热,传导热,绝热压缩热等等。可燃物可否发生着火焚烧,又与着火源温度高低(热量大小)和可燃物的最低点火能量有关。综上所述,我们知道要发生着火焚烧,一定同时具备可燃物、助燃物、着火源三个基本条件,缺乏任何一个条件,就不行能发生焚烧。可是,三个条件都具备,也不必定就会焚烧,还一定知足其余焚烧条第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论件,如温度、压力、浓度(组份)、表面积大小、点火能量等方面都一定达到必定的极限范围,才能发生着火焚烧反响。假如在某个地区范围内,已同时具备了可燃物、助燃物、着火源三个条件,因为可燃物的温度过低或可燃物的浓度不足或助燃物中氧化物浓度低或着火源能量不足等等条件时,焚烧反响就不可以进行。如:当空气中氧含量低于l4%时,焚烧反响就会停止;当氢气浓度低于4%时,焚烧反响就很难连续进行;当某种物质遇着火源时,因为着火源能量不足,燃烧反响也不可以发生;当某种可燃物,因为形状不同,其表面积也不同,结果,焚烧所需的能量也不相同,表面积越大焚烧需的热量越大,(如木块焚烧所需热量>刨花焚烧所需热量>木粉焚烧所需热量)。:在往常的温度下,小小的火花(静电火花)能够使***焚烧,但不可以使坚固的大木块焚烧;一根火柴能点燃细木条或木刨花,但很难点燃坚固的大木块。。这是因为惹起***和木刨花焚烧所需要的热量比坚固的大木块焚烧所需的热量小得多,小小的火花或一根点燃火柴的热量很难把大木块加热到焚烧温度。全部可燃物质在空气中焚烧,其实是在气相中进行的,可燃气体和易挥发可燃液体在常温下已处于焚烧准备状态,只需较小的能量就能惹起焚烧反响,而难挥发的液体雾化时需要许多热量才能分解出可燃气体;固体物质一般要经过融化、蒸发(挥发)或分解过程,需要大批的能量才能引燃。进而看出,不同的可燃物,析出气态物质的难易程度是不同的,因此引燃所需的能量也是不相同的,越易挥发的物质,引燃所需的能量越少,越简单惹起焚烧。第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论三、焚烧的历程(过程)可燃物在自然界里以固体、液体、气体三种状态存在,这三种状态物质的焚烧历程(过程)是不相同的。固体物质发生焚烧反响,需要先经过溶解、分解、蒸发(升华)后生成气体,而后这些气体与氧化剂起作用发生焚烧。液体物质发生焚烧,需要经过蒸发成气体后与氧化剂作用发生焚烧。气体物质则不存在溶化、蒸发、分解等气化过程,即可直接焚烧。所以讲,气体可燃物发生火灾爆炸危险性大于液体;液体可燃物发生火灾爆炸危险性大于固体;见固体、液体、气体焚烧历程图:热量气体液体固体蒸发融化、蒸发(升华)、分解第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论氧化分解第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论第二节焚烧学说和理论

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