Химических веществ

Физико-химические свойства ОХВ во многом определяют их способность переходить в основное поражающее состояние и создавать поражающие концентрации. Перечень наиболее важных физико-химических свойств ОХВ приведен на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Перечень наиболее важных физико-химических свойств ОХВ

Агрегатные состояния вещества — это состояния (фазы) одного и того же вещества, переходы между которыми сопровождаются скачкообразными изменениями ряда физических свойств (плотности, энтропии). Различают твердое, жидкое и газообразное агрегатные состояния. Существование у одного вещества нескольких агрегатных состояний обусловлено различием в тепловом движении молекул и в их взаимодействии. При обычном условии ОХВ могут быть в твердом, жидком и газообразном состоянии. Однако при производстве, использовании, хранении и перевозках этих веществ их агрегатное состояние может отличаться от такового в обычных условиях (пример — аммиак).

Молекулярная масса (М_r) — сумма атомных масс всех атомов входящих в молекулу вещества. В химии традиционно используют не абсолютные значения молекулярных масс, а относительные. Относительной молекулярной массой вещества (М_r) [r — relative — относительный ] называется величина, равная отношению средней массы молекулы к 1/12 массы атома углерода ¹²С. 1/12 часть массы атома углерода ¹²С принята за единицу массы и называется атомная единица массы (а. е. м.). 1 а. е. м. = 1,66 × 10^-27 кг.

Плотность (ρ) — массовое содержание вещества в единице объема [кг/м³]. Играет важную роль при оценке показателей, характеризующих химическое заражение. Если плотность ОХВ больше плотности воды, то эти вещества будут проникать вглубь водоема, заражая его. Если плотность газовой фазы ОХВ больше плотности воздуха, то на начальном этапе образования зараженного облака оно будет скапливаться в пониженных местах рельефа местности.

Максимальная концентрация (C_max) — это количество вещества, содержащееся в единице объема его насыщенного пара при данной температуре в замкнутой системе, когда жидкая и газообразная фазы находятся в равновесии. Она характеризует способность вещества переходить в парообразное состояние, поэтому раньше эту характеристику называли «летучесть», [мг/л; мг/м3].

Давление насыщенного пара (p) — давление пара находящегося в равновесии с жидкостью или твердым телом при данной температуре. Эта характеристика, наряду с C_max определяет его летучесть и соответственно продолжительность химического заражения территории. Чем выше давление насыщенного пара, тем выше его способность к испарению и тем менее стойким будет заражение территории. Измеряется в гектопаскалях ([гПа]; 1атм = 1000 гПа; 1гПа = = 0,75 мм рт. ст. = 10 мм вод. ст.). 1 атм. = 100 кПа.

Вязкость (η) — свойство жидких и газообразных сред оказывать сопротивление их течению, (то есть перемещению одного слоя относительно другого) под действием внешних сил. Вязкость влияет на характер поведения ОХВ в аварийной ситуации (характер дробления, впитывания и др.). Обозначается греческой буквой эта (η). Измеряется в [Па·с] или в сантипуазах [сП]: 1 мПа·с = 1 сП.

Поверхностное натяжение (σ) характеризует поверхность раздела двух фаз и определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади поверхности раздела фаз при постоянной температуре (представляет собой работу обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхности). Обозначается буквой сигма (σ) [1 МДж/м² = 1 МН/м = 1 эрг/см² = 1 дин/см].

Поверхностное натяжение выражается в стремлении вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела фаз. Поверхностное натяжение жидкости часто определяют как силу, действующую на единицу длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверхность до минимума. Благодаря поверхностному натяжению капля жидкости при отсутствии внешних воздействий принимает форму шара.

Теплота испарения L_исп. (теплота парообразования) – количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу в равновесном изобарно-изотермическом процессе, чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное. Обозначается L_исп. [Дж/кг; ккал/кг; Дж/моль] Она определяет характер выброса и последующего испарения ОХВ.

Теплоемкость (с_р) — количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. Теплоемкость, отнесенная к единице массы вещества, называется удельной теплоемкостью. Обозначается с_р [Дж/(моль·К); кДж/(кг·К)]. Теплоемкость, как и теплота испарения, определяет характер выброса и последующего испарения ОХВ.

Температура кипения (t_кип) — это температура равновесного перехода жидкости в пар при постоянном внешнем давлении. Если это давление равно нормальному атмосферному (760 мм рт. ст.), то такая температура кипения называется точкой кипения. Она позволяет косвенно судить о летучести ОХВ и характеризует продолжительность поражающего действия. Чем выше температура кипения вещества, тем оно медленнее испаряется.

Температура плавления (t_плав) — температура равновесного фазового перехода твердого вещества в жидкое состояние или обратно при постоянном внешнем давлении. Для веществ, которые плавятся при температуре ниже 20 ^оС, ее называют также температурой замерзания. Есть еще такое определение: температура замерзания это температура, при которой жидкость теряет подвижность и загустевает настолько, что при наклоне пробирки с продуктом под углом в 45^о его уровень остается неизменным в течение 1 минуты. Температура замерзания имеет большое значение при транспортировке ОХВ и определяет характер поведения вещества при низких температурах.

Температура вспышки (t_всп) — самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от постороннего источника зажигания. Устойчивого горения вещества при этом не возникает.

Температура воспламенения (t_вос) — наименьшая температура, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение этого вещества. Данная характеристика присуща только горючим веществам.

Температура самовоспламенения (t_сво) — самая низкая температура вещества или ее оптимальной смеси с воздухом, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению пламенного горения.

Растворимость — способность вещества равномерно распределяться в среде другого или других веществ, образуя раствор. Хорошая растворимость в воде может привести к сильному и длительному заражению водоемов. В то же время хорошая растворимость в воде и органических растворителях может позволить использовать при необходимости растворы различных веществ для дегазации и нейтрализации ОХВ.

Коэффициент диффузии — является характеристикой процесса диффузии и равен количеству газа, переходящему через сечение 1 м² в секунду, когда разность концентраций на расстоянии 1 м равна единице. Скорость испарения ОХВ прямо пропорциональна коэффициенту его диффузии.

Гидролиз — разложение вещества водой. Он определяет условия хранения, состояние в воздухе и на местности, стойкость ОХВ в случае их аварийных выбросов (утечек). Причем чем меньше ОХВ подвержено гидролитическому разложению, тем продолжительнее его поражающее действие.

Коррозионная активность — свойство разрушать оболочки, в которых хранится ОХВ. Она является причиной многих аварий на промышленных и транспортных объектах, в том числе в процессе хранения. Большинство ОХВ обладают повышенной коррозионной активностью.

Поиск по сайту: