 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Горение пропана в кислороде
1. Записываем реакцию горения:
С3Н8 + О2 = СО2 + Н2О
2. В молекуле пропана 3 атома углерода, из них образуется 3 молекулы углекислого газа.
С3Н8 + О2 = 3СО2 + Н2О
3. Атомов водорода в молекуле пропана 8, из них образуется 4 молекулы воды:
С3Н8 + О2 = 3СО2 + 4Н2О
4. Подсчитаем число атомов кислорода в правой части уравнения
2×3 + 4 = 10
5. В левой части уравнения так же должно быть 10 атомов кислорода. Молекула кислорода состоит из двух атомов, следовательно, перед кислородом нужно поставить коэффициент 5.
С3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4Н2О
Коэффициенты, стоящие в уравнении реакции, называются стехиометрическими коэффициентами и показывают, сколько молей (кмолей) веществ участвовало в реакции или образовалось в результате реакции.
Стехиометрический коэффициент, показывающий число молей кислорода, необходимое для полного сгорания вещества, обозначается буквой b.
В первой реакции b = 5.
Горение глицерина в кислороде
1. Записываем уравнение реакции горения.
С3Н8О3 + О2 = СО2 + Н2О
2. Уравниваем углерод и водород:
С3Н8О3 + О2 = 3СО2 + 4Н2О.
3. В правой части уравнения 10 атомов кислорода.
В составе горючего вещества есть 3 атома кислорода, следовательно, из кислорода в продукты горения перешли 10 – 3 = 7 атомов кислорода.
Таким образом, перед кислородом необходимо поставить коэффициент 7: 2 = 3,5
С3Н8О3 +3,5О2 = 3СО2 + 4Н2О.
В этой реакции b = 3,5.
Горение аммиака в кислороде
Аммиак состоит из водорода и азота, следовательно, в продуктах горения будут вода и молекулярный азот.
NH3 + 0,75O2 = 1,5H2O + 0,5N2 b = 0,75.
Обратите внимание, что перед горючим веществом коэффициент 1, а все остальные коэффициенты в уравнении могут быть дробными числами.
Горение сероуглерода в кислороде
Продуктами горения сероуглерода CS2 будут углекислый газ и оксид серы (IV).
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2 b = 3.
Чаще всего в условиях пожара горение протекает не в среде чистого кислорода, а в воздухе. Воздух состоит из азота (78 %), кислорода (21 %), окислов азота, углекислого газа, инертных и других газов (1 %). Для проведения расчетов принимают, что в воздухе содержится 79 % азота и 21 % кислорода. Таким образом, на один объем кислорода приходится 3,76 объемов азота (79:21 = 3,76).
В соответствии с законом Авогадро и соотношение молей этих газов будет 1: 3,76. Таким образом, можно записать, что молекулярный состав воздуха (О2 + 3,76N2).
| Составление уравнений реакций горения в воздухе | Пример 2.2. Составить уравнение реакции горения в воздухе водорода Н2, анилина С6Н5NH2, пропанола С3Н7ОН, угарного газа СО, хлорметана СН3Сl, диэтилтиоэфира (С2Н5)2S, диметилфосфата (СН3)2НРО4. |
Составление реакций горения веществ в воздухе аналогично составлению реакций горения в кислороде. Особенность состоит только в том, что азот воздуха при температуре горения ниже 20000С в реакцию горения не вступает и выделяется из зоны горения вместе с продуктами горения.
Горение водорода в воздухе
Н2 + 0,5(О2 + 3,76N2) = Н2О + 0,5×3,76N2 b = 0,5.
Обратите внимание, что стехиометрический коэффициент перед кислородом 0,5 необходимо поставить и в правой части уравнения перед азотом.
Горение пропанола в воздухе
С3Н7ОН + 4,5(О2 + 3,76N2) =3СО2 + 4Н2О +4,5×3,76N2
b = 4,5.
В составе горючего есть кислород, поэтому расчет коэффициента b проводят следующим образом: 10 – 1 = 9; 9: 2 = 4,5.
Горение анилина в воздухе
С6Н5NН2 + 7,75(О2 + 3,76N2) =6СО2 + 3,5Н2О + 0,5N2 +7,75×3,76N2
b = 7,75.
В этом уравнении азот в правой части уравнения встречается дважды: азот воздуха и азот из горючего вещества.
Горение угарного газа в воздухе
СО + 0,5(О2 + 3,76N2) =СО2 + 0,5×3,76N2
b = 0,5.
Горение хлорметана в воздухе
СН3Сl + 1,5(О2 + 3,76N2) =СО2 + НСl + Н2О +1,5×3,76N2
b = 1,5.
Горение диэтилтиоэфира в воздухе
(С2Н5)2 S + 7,5(О2 + 3,76N2) =4СО2 + 5Н2О + SO2 + 7,5×3,76N2
b = 7,5.
Горение диметилфосфата в воздухе
(СН3)2НР О4 + 3(О2 + 3,76N2) =2СО2 + 3,5Н2О + 0,5Р2О5 + 3×3,76N2
b = 3.
В процессах горения исходными веществами являются горючее вещество и окислитель, а конечными - продукты горения.
| Расчет молей (киломолей) исходных веществ и продуктов реакции по уравнению реакции горения | Пример 2.3. Сколько молей исходных веществ участвовало в реакции и сколько молей продуктов горения образовалось при полном сгорании 1 моля бензойной кислоты С6Н5СООН? |
1. Запишем уравнение реакции горения бензойной кислоты.
С6Н5СООН + 7,5(О2 + 3,76N2) =7СО2 + 3Н2О +7,5×3,76N2
2. Исходные вещества: 1 моль бензойной кислоты;
7,5 молей кислорода;
7,5×3,76 молей азота.
Газов воздуха всего 7,5×4,76 молей.
Всего (1 + 7,5×4,76) молей исходных веществ.
3. Продукты горения: 7 молей углекислого газа;
3 моля воды;
7,5×3,76 моля азота.
Всего (7 + 3 + 7,5×3,76) молей продуктов горения.
Аналогичные соотношения и в том случае, когда сгорает 1 киломоль бензойной кислоты.
Смеси сложных химических соединений или вещества сложного элементного состава нельзя выразить химической формулой, их состав выражается чаще всего в процентном содержании каждого элемента. К таким веществам можно отнести, например, нефть и нефтепродукты, древесину и многие другие органические вещества.
Поиск по сайту: