Ang pagpapakawala ng tunog sa mga reaksiyong kemikal ay madalas na sinusunod sa panahon ng mga pagsabog, kapag ang isang matalim na pagtaas sa temperatura at presyon ay nagdudulot ng mga panginginig ng boses sa hangin. Ngunit magagawa mo nang walang pagsabog. Kung magbuhos ka ng kaunting suka sa baking soda, maririnig ang isang pagsirit at ang carbon dioxide ay inilabas: NaHCO3 + CH3COOH \u003d CH3COONa + H2O + CO2. Malinaw na sa isang vacuum, hindi maririnig ang reaksyong ito o ang pagsabog.

Ang isa pang halimbawa: kung ang isang maliit na mabibigat na puro sulfuric acid ay ibinuhos sa ilalim ng isang silindro ng salamin, pagkatapos ay isang layer ng magaan na alkohol ay ibinuhos sa itaas, at pagkatapos ay ang potassium permanganate (potassium permanganate) na mga kristal ay inilalagay sa hangganan sa pagitan ng dalawang likido, isang sa halip malakas na kaluskos ay maririnig, at maliwanag na sparks ay makikita sa dilim. At narito ang isang napaka-kagiliw-giliw na halimbawa ng "sound chemistry".

Narinig ng lahat ang pag-iingay ng apoy sa kalan.

Naririnig din ang buzz kung ang hydrogen na tumatakas mula sa tubo ay nasusunog at ang dulo ng tubo ay ibinababa sa isang sisidlan ng korteng kono o spherical na hugis. Ang kababalaghang ito ay tinawag na singing flame.

Ang kabaligtaran na kababalaghan ay kilala rin - ang epekto ng tunog ng isang sipol sa isang apoy. Ang apoy ay maaaring, parang, "pakiramdam" ang tunog, sundin ang mga pagbabago sa intensity nito, lumikha ng isang uri ng "light copy" ng sound vibrations.

Kaya lahat ng bagay sa mundo ay magkakaugnay, kasama na ang mga tila malayong agham gaya ng chemistry at acoustics.

Isaalang-alang ang huling mga palatandaan sa itaas ng mga reaksiyong kemikal - ang pag-ulan ng isang namuo mula sa isang solusyon.

Sa pang-araw-araw na buhay, bihira ang ganitong mga reaksyon. Alam ng ilang mga hardinero na kung ihahanda mo ang tinatawag na Bordeaux na likido para sa pagkontrol ng peste (pinangalanan sa lungsod ng Bordeaux sa France, kung saan ang mga ubasan ay na-spray dito) at para dito paghaluin ang isang solusyon ng tansong sulpate na may dayap na gatas, kung gayon ang isang namuo ay anyo.

Ngayon ay bihirang sinuman ang naghahanda ng likidong Bordeaux, ngunit nakita ng lahat ang sukat sa loob ng takure. Ito ay lumalabas na ito rin ay isang precipitate na namuo sa panahon ng isang kemikal na reaksyon!

Ang ganitong reaksyon ay ganito. Mayroong ilang natutunaw na calcium bikarbonate Ca(HCO3)2 sa tubig. Ang sangkap na ito ay nabuo kapag ang tubig sa lupa, kung saan ang carbon dioxide ay natunaw, ay tumagos sa mga calcareous na bato.

Sa kasong ito, mayroong isang reaksyon ng pagkatunaw ng calcium carbonate (ibig sabihin, limestone, chalk, marmol ay binubuo nito): CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3) 2. Kung ngayon ang tubig ay sumingaw mula sa solusyon, kung gayon ang reaksyon ay magsisimulang pumunta sa kabaligtaran na direksyon.

Ang tubig ay maaaring sumingaw kapag ang isang solusyon ng calcium bikarbonate ay nakolekta patak-patak sa kisame ng isang kweba sa ilalim ng lupa at ang mga patak na ito ay paminsan-minsan ay nahuhulog.

Ito ay kung paano ipinanganak ang stalactites at stalagmites. Ang reverse reaction ay nangyayari din kapag ang solusyon ay pinainit.

Ito ay kung paano nabubuo ang sukat sa takure.

At mas maraming bikarbonate ang nasa tubig (kung gayon ang tubig ay tinatawag na matigas), mas maraming sukat ang nabuo. At ang mga impurities ng bakal at mangganeso ay gumagawa ng sukat na hindi puti, ngunit dilaw o kahit kayumanggi.

Madaling i-verify na ang sukat ay talagang carbonate. Upang gawin ito, kailangan mong kumilos dito gamit ang suka - isang solusyon ng acetic acid.

Bilang resulta ng reaksyon CaCO3 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + + H2O + CO2 bula ng carbon dioxide ay ilalabas, at ang sukat ay magsisimulang matunaw.

Ang mga nakalistang palatandaan (ulitin natin ang mga ito: ang paglabas ng liwanag, init, gas, sediment) ay hindi palaging nagpapahintulot sa amin na sabihin na ang reaksyon ay talagang nangyayari.

Halimbawa, sa napakataas na temperatura, ang calcium carbonate CaCO3 (chalk, limestone, marble) ay nabubulok at ang calcium oxide at carbon dioxide ay nabuo: CaCO3 \u003d CaO + CO2, at sa panahon ng reaksyong ito, ang thermal energy ay hindi inilabas, ngunit hinihigop at ang hitsura ng sangkap ay bahagyang nagbabago.

Isa pang halimbawa. Kung pinaghalo mo ang mga dilute na solusyon ng hydrochloric acid at sodium hydroxide, kung gayon walang nakikitang mga pagbabago na sinusunod, kahit na ang reaksyon ay HC1 + NaOH = NaCl + H2O. Sa reaksyong ito, ang mga caustic substance - acid at alkali ay "pinapatay" sa isa't isa, at ang resulta ay hindi nakakapinsalang sodium chloride (table salt) at tubig.

Ngunit kung paghaluin mo ang mga solusyon ng hydrochloric acid at potassium nitrate (potassium nitrate), walang reaksyong kemikal ang magaganap.

Nangangahulugan ito na hindi laging posible na sabihin kung ang reaksyon ay naganap lamang sa pamamagitan ng panlabas na mga palatandaan.

Isaalang-alang ang pinakakaraniwang mga reaksyon gamit ang halimbawa ng mga acid, base, oxide at salts - ang mga pangunahing klase ng inorganic compound.

Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga estudyante, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Nai-post sa http://www.allbest.ru/

• Panimula
• 1. Ang konsepto ng tunog. mga sound wave
• 1.1 Lugar ng pag-aaral ng mga sound effect sa mga proseso ng kemikal
• 1.2 Mga pamamaraan ng sound chemistry
• 2. Paggamit ng infrasound bilang paraan ng pagpapaigting mga proseso ng teknolohiyang kemikal
• 3. Ang paggamit ng ultrasound bilang isang paraan upang paigtingin ang mga proseso ng kemikal
• Konklusyon
• Panimula
• Ang ikadalawampu't isang siglo ay ang siglo ng bio- at nanotechnologies, unibersal na impormasyon, electronics, infrasound at ultrasound. Ang ultratunog at infrasound ay kumakatawan sa isang parang alon na nagpapalaganap ng oscillatory motion ng mga particle ng medium at nailalarawan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga natatanging tampok kumpara sa mga oscillations ng naririnig na hanay. Sa hanay ng dalas ng ultrasonic, medyo madaling makakuha ng itinuro na radiation; Ang mga ultrasonic vibrations ay nagpapahiram ng kanilang mga sarili sa pagtutok, bilang isang resulta kung saan ang intensity ng ultrasonic vibrations sa ilang mga zone ng impluwensya ay tumataas. Kapag nagpapalaganap sa mga gas, likido at solido, ang mga sound vibrations ay bumubuo ng mga natatanging phenomena, na marami sa mga ito ay nakahanap ng praktikal na aplikasyon sa iba't ibang larangan ng agham at teknolohiya, dose-dosenang napakahusay, nakakatipid ng mapagkukunan ng mga teknolohiya ng tunog ang lumitaw. Sa mga nagdaang taon, ang paggamit ng mga sound vibrations ay nagsimulang gumanap ng lalong mahalagang papel sa industriya at siyentipikong pananaliksik. Ang teoretikal at eksperimentong pag-aaral sa larangan ng ultrasonic cavitation at acoustic flow ay matagumpay na naisakatuparan, na naging posible upang makabuo ng mga bagong teknolohikal na proseso na nagaganap sa ilalim ng pagkilos ng ultrasound sa likidong yugto.
• Sa kasalukuyan, nabuo ang isang bagong direksyon sa kimika - sound chemistry, na ginagawang posible na mapabilis ang maraming proseso ng kemikal-teknolohiya at makakuha ng mga bagong sangkap, kasama ang teoretikal at eksperimentong pananaliksik sa larangan ng sound-chemical reactions, maraming praktikal. tapos na ang trabaho. Ang pag-unlad at aplikasyon ng mga tunog na teknolohiya ay kasalukuyang nagbubukas ng mga bagong prospect sa paglikha ng mga bagong sangkap at materyales, sa pagbibigay ng mga bagong katangian sa mga kilalang materyales at media, at samakatuwid ay nangangailangan ng pag-unawa sa mga phenomena at proseso na nagaganap sa ilalim ng pagkilos ng ultrasound at infrasound, ang mga posibilidad ng mga bagong teknolohiya at ang mga prospect para sa kanilang aplikasyon.
• 1. Ang konsepto ng tunog. mga sound wave

Ang tunog ay isang pisikal na kababalaghan, na kung saan ay ang pagpapalaganap ng mga mekanikal na panginginig ng boses sa anyo ng mga nababanat na alon sa isang solid, likido o gas na daluyan. Sa isang makitid na kahulugan, ang tunog ay tumutukoy sa mga panginginig ng boses na ito, na isinasaalang-alang kaugnay ng kung paano sila nakikita ng mga organo ng pandama ng mga hayop at tao.

Tulad ng anumang alon, ang tunog ay nailalarawan sa pamamagitan ng amplitude at frequency spectrum. Ang isang ordinaryong tao ay nakakarinig ng mga sound vibrations sa frequency range mula 16-20 Hz hanggang 15-20 kHz. Ang tunog sa ibaba ng saklaw ng pandinig ng tao ay tinatawag na infrasound; mas mataas: hanggang 1 GHz - sa pamamagitan ng ultrasound, mula sa 1 GHz - sa pamamagitan ng hypersound. Ang lakas ng isang tunog ay nakasalalay sa isang kumplikadong paraan sa epektibong presyon ng tunog, dalas at mode ng panginginig ng boses, at ang pitch ng isang tunog ay nakasalalay hindi lamang sa dalas, kundi pati na rin sa magnitude ng presyon ng tunog.

Ang mga sound wave sa hangin ay mga alternating area ng compression at rarefaction. Ang mga sound wave ay maaaring magsilbi bilang isang halimbawa ng isang proseso ng oscillatory. Ang anumang pagbabagu-bago ay nauugnay sa isang paglabag sa estado ng balanse ng system at ipinahayag sa paglihis ng mga katangian nito mula sa mga halaga ng ekwilibriyo na may kasunod na pagbabalik sa orihinal na halaga. Para sa sound vibrations, ang naturang katangian ay ang pressure sa isang punto sa medium, at ang deviation nito ay ang sound pressure.

Kung gumawa ka ng isang matalim na pag-aalis ng mga particle ng isang nababanat na daluyan sa isang lugar, halimbawa, gamit ang isang piston, kung gayon ang presyon ay tataas sa lugar na ito. Salamat sa nababanat na mga bono ng mga particle, ang presyon ay inililipat sa mga kalapit na mga particle, na, sa turn, ay kumikilos sa mga susunod, at ang lugar ng tumaas na presyon, tulad nito, ay gumagalaw sa isang nababanat na daluyan. Ang lugar ng mataas na presyon ay sinusundan ng lugar ng mababang presyon, at sa gayon, ang isang serye ng mga alternating na lugar ng compression at rarefaction ay nabuo, na nagpapalaganap sa daluyan sa anyo ng isang alon. Ang bawat butil ng nababanat na daluyan sa kasong ito ay mag-oscillate.

Figure 1 - Ang paggalaw ng mga particle sa panahon ng pagpapalaganap ng isang alon a) ang paggalaw ng mga particle ng medium sa panahon ng pagpapalaganap ng isang longitudinal wave; b) ang paggalaw ng mga particle ng medium sa panahon ng pagpapalaganap ng isang transverse wave.

Figure 2 - Mga katangian ng proseso ng oscillatory

Sa likido at gas na media, kung saan walang makabuluhang pagbabagu-bago sa density, ang mga acoustic wave ay paayon sa kalikasan, iyon ay, ang direksyon ng particle oscillation ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng alon. Sa mga solido, bilang karagdagan sa mga longitudinal deformation, ang mga elastic shear deformation ay lumitaw din, na nagiging sanhi ng paggulo ng mga transverse (paggugupit) na alon; sa kasong ito, ang mga particle ay nag-oscillate patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga longitudinal wave ay mas malaki kaysa sa bilis ng pagpapalaganap ng mga shear wave.

1.1 Lugar ng pag-aaral ng mga sound effect sa mga proseso ng kemikal

Ang sangay ng chemistry na nag-aaral ng interaksyon ng malalakas na acoustic wave at ang mga resultang kemikal at physicochemical effect ay tinatawag na sonochemistry (sonochemistry). Sinisiyasat ng Sonochemistry ang mga kinetika at mekanismo ng mga reaksiyong sonochemical na nagaganap sa dami ng isang sound field. Kasama rin sa larangan ng sound chemistry ang ilang pisikal at kemikal na proseso sa isang sound field: sonoluminescence, dispersion ng isang substance sa ilalim ng pagkilos ng tunog, emulsification at iba pang colloidal na proseso ng kemikal. Ang sonoluminescence ay ang kababalaghan ng paglitaw ng isang flash ng liwanag sa panahon ng pagbagsak ng mga bula ng cavitation na nabuo sa isang likido sa pamamagitan ng isang malakas na ultrasonic wave. Ang isang tipikal na karanasan para sa pagmamasid sa sonoluminescence ay ang mga sumusunod: ang isang resonator ay inilalagay sa isang lalagyan ng tubig at isang nakatayong spherical ultrasonic wave ay nilikha sa loob nito. Sa sapat na lakas ng ultrasound, lumilitaw ang isang maliwanag na puntong pinagmumulan ng mala-bughaw na liwanag sa pinakasentro ng tangke - ang tunog ay nagiging liwanag. Binibigyang pansin ng Sonochemistry ang pag-aaral ng mga reaksiyong kemikal na nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng mga acoustic vibrations - mga reaksiyong sonochemical.

Bilang isang patakaran, ang mga proseso ng tunog-kemikal ay pinag-aaralan sa hanay ng ultrasonic (mula 20 kHz hanggang ilang MHz). Ang mga sound vibrations sa kilohertz range at ang infrasonic range ay hindi gaanong madalas na pinag-aaralan.

Sinisiyasat ng sound chemistry ang mga proseso ng cavitation. Ang cavitation (mula sa Latin na cavita - emptiness) ay ang proseso ng vaporization at kasunod na paghalay ng mga bula ng singaw sa isang likidong stream, na sinamahan ng ingay at hydraulic shocks, ang pagbuo ng mga cavity sa likido (cavitation bubbles, o caverns) na puno ng singaw ng likido mismo kung saan ito nangyayari. Ang cavitation ay nangyayari bilang isang resulta ng isang lokal na pagbaba ng presyon sa likido, na maaaring mangyari sa pagtaas ng bilis nito (hydrodynamic cavitation), o sa pagpasa ng isang acoustic wave na may mataas na intensity sa panahon ng rarefaction half-cycle (acoustic cavitation). ), may iba pang mga dahilan para sa epekto. Ang paglipat sa daloy sa isang lugar na may mas mataas na presyon o sa panahon ng kalahating cycle ng compression, ang cavitation bubble ay bumagsak, habang naglalabas ng shock wave.

1.2 Mga pamamaraan ng sound chemistry

Ang mga sumusunod na pamamaraan ay ginagamit upang pag-aralan ang mga sound-chemical reaction: ang inverse piezoelectric effect at ang magnetostriction effect para sa pagbuo ng high-frequency sound vibrations sa isang likido, analytical chemistry para sa pag-aaral ng mga produkto ng sound-chemical reactions, ang inverse piezoelectric effect - ang paglitaw ng mga mekanikal na deformation sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field (ginagamit sa mga mekanikal na paggalaw - mga activator).

Ang magnetotrimction ay isang kababalaghan na binubuo sa katotohanan na kapag ang estado ng magnetization ng isang katawan ay nagbabago, ang dami at linear na sukat nito ay nagbabago (ginagamit ang mga ito upang makabuo ng ultrasound at hypersound).

Ang infrasound ay mga sound wave na may dalas na mas mababa kaysa sa nakikita ng tainga ng tao. Dahil ang tainga ng tao ay kadalasang nakakarinig ng mga tunog sa frequency range na 16-20 "000 Hz, ang 16 Hz ay ​​karaniwang kinukuha bilang pinakamataas na limitasyon ng infrasound frequency range. Ang mas mababang limitasyon ng infrasound range ay may kondisyong tinukoy bilang 0.001 Hz .

Ang infrasound ay may isang bilang ng mga tampok na nauugnay sa mababang dalas ng mga oscillations ng isang nababanat na daluyan: ito ay may mas malaking oscillation amplitudes; kumakalat nang higit pa sa hangin, dahil ang pagsipsip nito sa atmospera ay bale-wala; nagpapakita ng kababalaghan ng diffraction, bilang isang resulta kung saan madali itong tumagos sa mga silid at lumilibot sa mga hadlang na nakakaantala sa mga naririnig na tunog; nagiging sanhi ng pag-vibrate ng malalaking bagay dahil sa resonance.

wave ultrasound chemical cavitation

2. Paggamit ng infrasound bilang isang paraan upang paigtingin ang mga prosesong kemikal-teknolohiya

Ang pisikal na epekto sa mga reaksiyong kemikal sa kasong ito ay isinasagawa sa mga infrasonic na aparato,- mga device kung saan ginagamit ang mga low-frequency acoustic vibrations upang palakasin ang mga teknolohikal na proseso sa likidong media (talagang infrasonic na may dalas na hanggang 20 Hz, tunog na may dalas na hanggang 100 Hz). Ang mga oscillation ay direktang nilikha sa naprosesong daluyan sa tulong ng mga nababaluktot na naglalabas ng iba't ibang mga pagsasaayos at mga hugis o matibay na piston ng metal na konektado sa mga dingding ng mga teknolohikal na lalagyan sa pamamagitan ng mga nababanat na elemento (hal., goma). Ginagawa nitong posible na i-unload ang mga dingding ng infrasonic apparatus mula sa mga vibrations ng pinagmulan, makabuluhang binabawasan ang kanilang vibration at ang antas ng ingay sa mga pang-industriyang lugar. Sa mga infrasonic na aparato, ang mga oscillation na may malalaking amplitude (mula sa mga yunit hanggang sampu-sampung mm) ay nasasabik.

Gayunpaman, ang mababang pagsipsip ng infrasound ng gumaganang daluyan at ang posibilidad ng pagtutugma nito sa emitter ng mga oscillations (pagpili ng naaangkop na mga parameter ng pinagmulan) at ang laki ng apparatus (para sa pagproseso ng mga ibinigay na volume ng likido) ay ginagawang posible upang mapalawak ang hindi -linear wave effect na nagmumula sa ilalim ng impluwensya ng infrasound sa malalaking volume ng teknolohiya. Dahil dito, ang mga infrasonic na aparato ay sa panimula ay naiiba mula sa mga ultrasonic, kung saan ang mga likido ay naproseso sa isang maliit na dami.

Sa mga infrasonic na aparato, ang mga sumusunod na pisikal na epekto ay natanto (isa o higit pa nang sabay-sabay): cavitation, high-amplitude alternating at radiation (sound radiation) pressures, alternating fluid flows, acoustic currents (sonic wind), degassing ng fluid at pagbuo ng isang maraming mga bula ng gas at ang kanilang mga equilibrium layer sa loob nito, phase shift ng mga oscillations sa pagitan ng mga nasuspinde na particle at likido. Ang mga epektong ito ay makabuluhang pinabilis ang redox, electrochemical at iba pang mga reaksyon, tumindi ng 2-4 na beses ang mga prosesong pang-industriya ng paghahalo, pag-filter, pagtunaw at pagpapakalat ng mga solidong materyales sa mga likido, paghihiwalay, pag-uuri at pag-dehydrate ng mga suspensyon, pati na rin ang paglilinis ng mga bahagi at mekanismo, atbp. .

Ang paggamit ng infrasound ay nagbibigay-daan sa ilang beses na bawasan ang tiyak na pagkonsumo ng enerhiya at metal at pangkalahatang sukat ng apparatus, pati na rin ang proseso ng mga likido nang direkta sa stream kapag dinadala ang mga ito sa pamamagitan ng mga pipeline, na nag-aalis ng pag-install ng mga mixer at iba pang mga device.

Figure 3 - Infrasonic apparatus para sa paghahalo ng mga suspensyon: 1 - membrane vibration emitter; 2 - naka-compress na air modulator; 3 - boot device; 4 - tagapiga

Ang isa sa mga pinakakaraniwang aplikasyon ng infrasound ay ang paghahalo ng mga suspensyon sa pamamagitan ng, halimbawa, tube infrasound apparatus. Ang nasabing makina ay binubuo ng isa o higit pang serially connected hydropneumatic emitters at isang loading device.

3. Ang paggamit ng ultrasound sa pagpapatindi ng mga proseso ng kemikal

Ultrasound micron - mga sound wave na may dalas na mas mataas kaysa sa nakikita ng tainga ng tao, kadalasan, ang ultrasound ay nauunawaan na ang mga frequency ay higit sa 20,000 Hertz. Ang mga high frequency vibrations na ginagamit sa industriya ay kadalasang ginagawa gamit ang piezoceramic transducers. Sa mga kaso kung saan ang kapangyarihan ng ultrasonic vibrations ay ang pangunahing kahalagahan, mekanikal na pinagmumulan ng ultrasound ay ginagamit.

Ang epekto ng ultrasound sa mga kemikal at physico-chemical na proseso na nagaganap sa isang likido ay kinabibilangan ng: pagsisimula ng ilang mga kemikal na reaksyon, pagbabago sa bilis at kung minsan ay direksyon ng mga reaksyon, ang hitsura ng likidong glow (sonoluminescence), ang paglikha ng mga shock wave sa isang likido , emulsification ng immiscible liquids at coalescence particles sa loob ng gumagalaw na medium o sa ibabaw ng katawan) emulsions, dispersion (fine grinding of solids or liquids) of solids and coagulation (pagsasama-sama ng maliliit na dispersed particles sa mas malalaking aggregates) ng solid particles sa isang likido , degassing ng isang likido, atbp. Para sa pagpapatupad ng mga teknolohikal na proseso, ginagamit ang mga ultrasonic device.

Ang impluwensya ng ultrasound sa iba't ibang mga proseso ay nauugnay sa cavitation (ang pagbuo sa isang likido sa panahon ng pagpasa ng isang acoustic wave ng mga cavities (cavitation bubble) na puno ng gas, singaw o isang halo nito).

Ang mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa isang likido sa ilalim ng pagkilos ng ultrasound (mga reaksyong tunog-kemikal) ay maaaring nahahati sa kondisyon sa: a) mga reaksiyong redox na nagaganap sa mga may tubig na solusyon sa pagitan ng mga natunaw na sangkap at mga produkto ng pagkabulok ng mga molekula ng tubig sa loob ng bula ng cavitation (H, OH, ), halimbawa:

b) Mga reaksyon sa pagitan ng mga natunaw na gas at mga sangkap na may mataas na presyon ng singaw sa loob ng bula ng cavitation:

c) Ang mga reaksyon ng kadena na pinasimulan hindi ng mga radikal na produkto ng agnas ng tubig, ngunit ng ilang iba pang sangkap na naghihiwalay sa isang bula ng cavitation, halimbawa, ang isomerization ng maleic acid sa fumaric acid sa ilalim ng pagkilos ng Br na nabuo bilang resulta ng sonochemical dissociation.

d) Mga reaksyong kinasasangkutan ng mga macromolecule. Para sa mga reaksyong ito, hindi lamang ang cavitation at nauugnay na mga shock wave at pinagsama-samang jet ay mahalaga, kundi pati na rin ang mga mekanikal na puwersa na naghahati ng mga molekula. Ang mga resultang macroradicals sa pagkakaroon ng monomer ay may kakayahang simulan ang polimerisasyon.

e) Pagsisimula ng pagsabog sa likido at solidong mga paputok.

f) Mga reaksyon sa mga likidong di-may tubig na sistema, halimbawa, pyrolysis at oksihenasyon ng mga hydrocarbon, oksihenasyon ng mga aldehydes at alkohol, alkylation ng mga aromatic compound, atbp.

Ang pangunahing katangian ng enerhiya ng mga reaksiyong sonochemical ay ang ani ng enerhiya, na ipinahayag ng bilang ng mga molekula ng produkto na nabuo sa halaga ng 100 eV ng hinihigop na enerhiya. Ang ani ng enerhiya ng mga produkto ng mga reaksyon ng redox ay karaniwang hindi lalampas sa ilang mga yunit, at para sa mga reaksyon ng kadena umabot ito ng ilang libo.

Sa ilalim ng pagkilos ng ultrasound sa maraming mga reaksyon, posible na dagdagan ang rate ng maraming beses (halimbawa, sa mga reaksyon ng hydrogenation, isomerization, oksihenasyon, atbp.), Kung minsan ang ani ay tumataas din sa parehong oras.

Mahalagang isaalang-alang ang epekto ng ultrasound sa pagbuo at pagpapatupad ng iba't ibang mga teknolohikal na proseso (halimbawa, kapag nalantad sa tubig, kung saan ang hangin ay natunaw, mga nitrogen oxide at nabuo), upang maunawaan ang mga proseso na kasama ang pagsipsip ng tunog sa media.

Konklusyon

Sa kasalukuyan, ang mga tunog na panginginig ng boses ay malawakang ginagamit sa industriya, bilang isang promising teknolohikal na kadahilanan na nagpapahintulot, kung kinakailangan, upang mapaigting nang husto ang mga proseso ng produksyon.

Ang paggamit ng malakas na ultrasound sa mga teknolohikal na proseso para sa paggawa at pagproseso ng mga materyales at sangkap ay nagbibigay-daan sa:

Bawasan ang gastos ng isang proseso o produkto,

Tumanggap ng mga bagong produkto o pagbutihin ang kalidad ng mga umiiral na,

Palakasin ang mga tradisyonal na teknolohikal na proseso o pasiglahin ang pagpapatupad ng mga bago,

Mag-ambag sa pagpapabuti ng sitwasyon sa kapaligiran sa pamamagitan ng pagbawas sa pagiging agresibo ng mga likido sa proseso.

Gayunpaman, dapat tandaan na ang ultrasound ay may labis na masamang epekto sa mga nabubuhay na organismo. Upang mabawasan ang gayong mga epekto, ang mga pag-install ng ultrasonic ay inirerekomenda na ilagay sa mga espesyal na silid, gamit ang mga remote control system upang isagawa ang mga teknolohikal na proseso sa kanila. Malaki ang epekto ng automation ng mga installation na ito.

Ang isang mas matipid na paraan upang maprotektahan laban sa mga epekto ng ultrasound ay ang paggamit ng mga soundproof na casing na nagsasara ng mga ultrasonic installation, o mga screen na matatagpuan sa daanan ng ultrasound. Ang mga screen na ito ay gawa sa sheet na bakal o duralumin, plastik o espesyal na goma.

Listahan ng mga mapagkukunang ginamit

1. Margulis M.A. Mga pundasyon ng sound chemistry (mga reaksiyong kemikal sa mga acoustic field); aklat-aralin allowance para sa chem. at chemical technologist. Mga espesyalidad ng mga unibersidad / M.A. Margulis. M.: Mas mataas na paaralan, 1984. 272 ​​​​p.

2. Suslik K.S. Ultrasound. Ang kemikal, pisikal at biyolohikal na epekto nito. Ed.: VCH, N. Y., 336 p.

3. Kardashev G.A. Mga pisikal na pamamaraan ng pagpapatindi ng mga proseso ng teknolohiyang kemikal. Moscow: Chemistry, 1990, 208 p.

5. Luminescence

6. Ultrasound

Naka-host sa Allbest.ru

Mga Katulad na Dokumento

Mga proseso ng teknolohiyang kemikal. Pag-unlad ng isang pamamaraan ng proseso ng kemikal-teknolohiya. Pamantayan sa pag-optimize. Topological na pamamaraan at HTS. Mga konsepto at kahulugan ng teorya ng graph. Mga parameter ng teknolohikal na mode ng mga elemento ng CTS. Pag-aaral ng mga stochastic na proseso.

lecture, idinagdag 02/18/2009


Teorya ng mga proseso ng kemikal ng organic synthesis. Solusyon: sa panahon ng alkylation ng benzene na may propylene sa pagkakaroon ng anumang mga catalyst, ang sunud-sunod na pagpapalit ng mga atomo ng hydrogen ay nangyayari sa pagbuo ng isang halo ng mga produkto ng iba't ibang antas ng alkylation.

term paper, idinagdag noong 01/04/2009


Organic synthesis bilang isang sangay ng kimika, ang paksa at mga pamamaraan ng pag-aaral nito. Ang kakanyahan ng mga proseso ng alkylation at acylation, mga reaksyon ng katangian at mga prinsipyo ng daloy. Paglalarawan ng mga reaksyon ng condensation. Mga katangian, kahalagahan ng nitrasyon, mga reaksyon ng halogenation.

lecture, idinagdag 12/28/2009


Mga yugto ng pag-aaral ng mga proseso ng pagkasunog at pagsabog. Ang mga pangunahing uri ng pagsabog, ang kanilang pag-uuri ayon sa uri ng mga reaksiyong kemikal at ang density ng bagay. Mga reaksyon ng agnas, redox, polymerization, isomerization at condensation, mga mixtures sa batayan ng mga pagsabog.

abstract, idinagdag noong 06/06/2011


Pang-industriya na paggamot ng tubig. Isang hanay ng mga operasyon na nagbibigay ng paglilinis ng tubig. Mga homogenous at heterogenous na mga non-catalytic na proseso sa mga phase ng likido at gas, ang kanilang mga batas at pamamaraan ng pagpapatindi. Paghahambing ng iba't ibang uri ng mga kemikal na reaktor.

lecture, idinagdag 03/29/2009


Mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga tina. Pagkuha ng sodium sulfanilate sa pamamagitan ng synthesis. Mga katangian ng feedstock at ang resultang produkto. Pagkalkula ng mga kemikal-teknolohiyang proseso at kagamitan. Ang paglalarawan ng matematika ng pamamaraang kemikal para sa pagkuha ng sodium sulfanilate.

thesis, idinagdag noong 10/21/2013


Ang konsepto at pagkalkula ng rate ng mga reaksiyong kemikal, ang pang-agham at praktikal na kahalagahan at aplikasyon nito. Pagbubuo ng batas ng aksyong masa. Mga salik na nakakaapekto sa bilis ng mga reaksiyong kemikal. Mga halimbawa ng mga reaksyon na nagaganap sa homogenous at heterogenous na mga sistema.

pagtatanghal, idinagdag noong 04/30/2012


Ang konsepto at kundisyon para sa pagpasa ng mga reaksiyong kemikal. Pagkilala sa mga reaksyon ng koneksyon, agnas, pagpapalit, palitan at ang kanilang aplikasyon sa industriya. Ang mga reaksyon ng redox sa puso ng metalurhiya, ang kakanyahan ng valency, mga uri ng transesterification.

abstract, idinagdag noong 01/27/2012


Ang halaga ng tubig para sa industriya ng kemikal. Paggamot ng tubig para sa mga prosesong pang-industriya. Mga proseso ng catalytic, ang kanilang pag-uuri. Impluwensya ng isang katalista sa rate ng mga proseso ng kemikal-teknolohiya. Balanse ng materyal ng hurno para sa pagsunog ng asupre.

pagsubok, idinagdag noong 01/18/2014


Mga mekanismo ng impluwensya ng ultrasound sa mga reaksiyong kemikal. Accounting para dito sa pagbuo at pagpapatupad ng mga teknolohikal na proseso. Ang mga teknolohiya ay natanto sa tulong ng ultrasound. Precision paglilinis at degreasing. Degassing ng mga natutunaw at hinang ng mga polimer at metal.

Ang Sonochemistry ay ang aplikasyon ng ultrasound sa mga kemikal na reaksyon at proseso. Ang mekanismo na nagdudulot ng sound-chemical effect sa mga likido ay ang phenomenon ng acoustic cavitation.

Ang ultrasonic laboratory at mga pang-industriyang device ng Hielscher ay ginagamit sa malawak na hanay ng mga prosesong sonic-chemical.

Mga tunog na reaksiyong kemikal

Ang mga sumusunod na sonochemical effect ay maaaring maobserbahan sa mga kemikal na reaksyon at proseso:

• Pagtaas ng rate ng reaksyon
• Pagtaas ng ani ng reaksyon
• Mas mahusay na paggamit ng enerhiya
• Mga pamamaraan ng tunog-kemikal para sa paglipat mula sa isang reaksyon patungo sa isa pa
• Pagpapabuti ng interfacial transfer catalyst
• Pagbubukod ng phase transfer catalyst
• Paggamit ng mga krudo o teknikal na reagents
• Pag-activate ng mga metal at solids
• Pagtaas ng reaktibiti ng mga reagents o catalysts ()
• Pagpapahusay ng Particle Synthesis
• Patong ng nanoparticle

Ultrasonic cavitation sa mga likido

Ang ibig sabihin ng cavitation ay "ang pagbuo, paglaki at pagsabog na pagkasira ng mga bula sa isang likido. Ang pagsabog ng cavitation ay nagbubunga ng matinding lokal na pag-init (~5000 K), mataas na presyon (~1000 atm.), at napakalaking mga rate ng pag-init/paglamig (>109 K/s) at mga daloy ng likidong jet (~400 km/h)"

Ang mga bula ng cavitation ay mga bula ng vacuum. Ang vacuum ay nilikha ng isang mabilis na gumagalaw na ibabaw sa isang gilid at isang hindi gumagalaw na likido sa kabilang panig. Ang nagreresultang pagkakaiba sa presyon ay nagsisilbing pagtagumpayan din ng magkakaugnay na puwersa sa likido. Maaaring makuha ang cavitation sa iba't ibang paraan, tulad ng mga Venturi nozzle, high pressure nozzle, high speed rotation o ultrasonic sensors. Sa lahat ng mga sistemang ito, ang papasok na enerhiya ay na-convert sa friction, turbulence, waves at cavitation. Ang bahagi ng papasok na enerhiya na na-convert sa cavitation ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan na nagpapakilala sa paggalaw ng kagamitan na bumubuo ng cavitation sa likido.

Ang intensity ng acceleration ay isa sa pinakamahalagang salik na nakakaapekto sa kahusayan ng pagbabagong-anyo ng enerhiya sa cavitation. Ang mas mataas na acceleration ay lumilikha ng mas malaking pagbaba ng presyon, na nagpapataas naman ng pagkakataong lumikha ng mga vacuum bubble sa halip na mga alon na dumadaloy sa fluid. Kaya, mas malaki ang acceleration, mas malaki ang proporsyon ng enerhiya na na-convert sa cavitation. Sa kaso ng mga ultrasonic sensor, ang intensity ng acceleration ay nailalarawan sa pamamagitan ng amplitude ng mga oscillations. Ang mas mataas na amplitude ay nagreresulta sa mas mahusay na pagbuo ng cavitation. Ang mga kagamitang pang-industriya mula sa Hielscher Ultrasonics ay maaaring makagawa ng mga amplitude hanggang sa 115 µm. Ang mataas na amplitude na ito ay nagbibigay-daan para sa isang mataas na power transfer ratio, na nagbibigay-daan naman para sa mataas na density ng enerhiya hanggang sa 100 W/cm³.

Bilang karagdagan sa intensity, ang likido ay dapat na pinabilis sa paraang lumikha ng kaunting pagkalugi sa mga tuntunin ng turbulence, friction, at pagbuo ng alon. Para dito, ang pinakamahusay na paraan ay isang one-way na direksyon ng paggalaw. Ginagamit ang ultratunog, salamat sa mga sumusunod na pagkilos nito:

• paghahanda ng mga aktibong metal sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga metal na asing-gamot
• henerasyon ng mga activated metal sa pamamagitan ng sonication
• sonic-chemical synthesis ng mga particle sa pamamagitan ng precipitation ng mga metal oxide (Fe, Cr, Mn, Co) hal. para gamitin bilang mga catalyst
• impregnation ng mga metal o metal halides sa mga substrate
• paghahanda ng mga solusyon ng mga aktibong metal
• mga reaksyong kinasasangkutan ng mga metal sa pamamagitan ng lokal na pagbuo ng mga organikong sangkap
• mga reaksyong kinasasangkutan ng non-metallic solids
• pagkikristal at pag-ulan ng mga metal, haluang metal, zeolite at iba pang solido
• pagbabago sa morpolohiya sa ibabaw at laki ng butil bilang resulta ng napakabilis na banggaan sa pagitan ng mga particle
  • pagbuo ng mga amorphous nanostructured na materyales kabilang ang mga high surface area na transition metals, alloys, carbide, oxides at colloids
  • paglaki ng kristal
  • leveling at pag-alis ng mga passivating oxide coatings
  • micromanipulation (fractionation) ng maliliit na particle
• paghahanda ng mga colloid (Ag, Au, Q-sized na CdS)
• pagsasama ng mga molekula ng bisita sa mga solido na may hindi organikong layer
• sonochemistry ng polymers
  • pagkasira at pagbabago ng mga polimer
  • synthesis ng polimer
• sonolysis ng mga organikong pollutant sa tubig

Kagamitang sound-chemical

Karamihan sa mga prosesong sonic-chemical na nabanggit ay maaaring iakma sa direktang daloy ng operasyon. Ikalulugod naming tulungan ka sa pagpili ng sound chemical equipment para sa iyong mga pangangailangan. Para sa pananaliksik at pagsubok sa proseso, inirerekomenda namin ang paggamit ng aming mga instrumento o device sa laboratoryo

Ang mga reaksiyong kemikal ay bahagi ng ating pang-araw-araw na buhay. Ang pagluluto sa kusina, pagmamaneho ng kotse, ang mga reaksyong ito ay karaniwan. Ang listahang ito ay naglalaman ng pinakakahanga-hanga at hindi pangkaraniwang mga reaksyon na hindi pa nakikita ng karamihan sa atin.

10. Sodium at tubig sa chlorine gas

Ang sodium ay isang lubos na nasusunog na elemento. Sa video na ito, nakikita natin ang isang patak ng tubig na idinaragdag sa sodium sa isang flask ng chlorine gas. Ang dilaw ay gawa ng sodium. Kung pinagsama natin ang sodium at chlorine, makakakuha tayo ng sodium chloride, iyon ay, ordinaryong table salt.

9. Reaksyon ng magnesium at dry ice

Ang magnesium ay lubos na nasusunog at napakatingkad na nasusunog. Sa eksperimentong ito, makikita mo kung paano nag-aapoy ang magnesium sa isang shell ng tuyong yelo - nagyelo na carbon dioxide. Ang magnesiyo ay maaaring masunog sa carbon dioxide at nitrogen. Dahil sa maliwanag na liwanag ginamit ito bilang isang flash sa maagang pagkuha ng litrato, ngayon ay ginagamit pa rin ito sa mga naval rocket at paputok.

8. Reaksyon ng Berthollet salt at sweets

Ang potassium chlorate ay isang compound ng potassium, chlorine at oxygen. Kapag ang potassium chlorate ay pinainit hanggang sa punto ng pagkatunaw nito, anumang bagay na madikit dito sa puntong ito ay magiging sanhi ng pagkasira ng chlorate, na magreresulta sa isang pagsabog. Ang gas na lumalabas pagkatapos ng pagkabulok ay oxygen. Dahil dito, madalas itong ginagamit sa mga sasakyang panghimpapawid, mga istasyon ng kalawakan, at mga submarino bilang pinagmumulan ng oxygen. Ang sunog sa istasyon ng Mir ay nauugnay din sa sangkap na ito.

7. Meissner effect

Kapag ang isang superconductor ay pinalamig sa isang temperatura sa ibaba ng temperatura ng paglipat, ito ay nagiging diamagnetic: iyon ay, ang bagay ay tinataboy ng magnetic field, sa halip na maakit dito.

6. Supersaturation na may sodium acetate

Oo, oo, ito ang maalamat na sodium acetate. Sa palagay ko, narinig ng lahat ang tungkol sa "likidong yelo" nang higit sa isang beses. Well, wala nang idadagdag)

5. Super sumisipsip polimer

Kilala rin bilang hydrogel, nagagawa nilang sumipsip ng napakalaking dami ng likido na may kaugnayan sa kanilang sariling masa. Para sa kadahilanang ito, ginagamit ang mga ito sa industriya ng lampin, gayundin sa iba pang mga lugar kung saan kinakailangan ang proteksyon laban sa tubig at iba pang mga likido, tulad ng pagtatayo ng mga kable sa ilalim ng lupa.

4. Lumulutang sulfur hexafluoride

Ang sulfur hexafluoride ay isang walang kulay, hindi nakakalason at hindi nasusunog na gas na walang amoy. Dahil ito ay 5 beses na mas siksik kaysa sa hangin, maaari itong ibuhos sa mga lalagyan at ang mga magaan na bagay na nakalubog dito ay lulutang na parang nasa tubig. Ang isa pang nakakatawa at ganap na hindi nakakapinsalang tampok ng paggamit ng gas na ito ay ang matinding pagpapababa ng boses, iyon ay, ang epekto ay eksaktong kabaligtaran ng helium. Ang epekto ay makikita dito:

3. Superfluid helium

Kapag ang helium ay pinalamig hanggang -271 degrees Celsius, umabot ito sa lambda point. Sa yugtong ito (sa likidong anyo) ito ay kilala bilang helium II, at superfluid. Kapag dumaan ito sa pinakamanipis na mga capillary, imposibleng masukat ang lagkit nito. Bilang karagdagan, ito ay "gagapang" sa paghahanap ng isang mainit na lugar, na tila mula sa mga epekto ng gravity. Hindi kapani-paniwala!

2. Thermite at liquid nitrogen

Hindi, sa video na ito hindi nila ibubuhos ang likidong nitrogen sa mga anay.

Ang Thermite ay isang aluminum powder at metal oxide na gumagawa ng aluminothermic reaction na kilala bilang thermite reaction. Hindi ito sumasabog, ngunit maaaring magresulta ang napakataas na temperatura ng flashes. Ang ilang mga uri ng detonator ay "nagsisimula" sa reaksyon ng thermite, at ang pagkasunog ay nangyayari sa temperatura na ilang libong degree. Sa clip sa ibaba, nakikita namin ang mga pagtatangka na "palamig" ang reaksyon ng thermite na may likidong nitrogen.

1. Briggs-Rauscher reaksyon

Ang reaksyong ito ay kilala bilang isang oscillating chemical reaction. Ayon sa Wikipedia: "Ang isang bagong inihandang solusyon na walang kulay ay dahan-dahang nagiging amber, pagkatapos ay nagiging madilim na asul, pagkatapos ay dahan-dahang nagiging walang kulay muli; ang proseso ay paulit-ulit sa isang bilog, sa kalaunan ay humihinto sa isang madilim na asul na kulay, at ang likido mismo ay amoy nang malakas. ng yodo". Ang dahilan ay sa panahon ng unang reaksyon, ang ilang mga sangkap ay ginawa, na, sa turn, ay pumukaw ng pangalawang reaksyon, at ang proseso ay paulit-ulit hanggang sa pagkapagod.

Mas kawili-wili:

Ang huling resulta ng mga reaksyon ng explosive transformation ay karaniwang ipinahayag ng isang equation na nauugnay sa chemical formula ng paunang paputok o komposisyon nito (sa kaso ng explosive mixture) sa komposisyon ng mga final explosion na produkto.

Ang kaalaman sa equation ng pagbabagong kemikal sa panahon ng pagsabog ay mahalaga sa dalawang aspeto. Sa isang banda, ang equation na ito ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang init at dami ng mga gas na produkto ng isang pagsabog, at, dahil dito, ang temperatura, presyon, at iba pang mga parameter ng pagsabog. Sa kabilang banda, ang komposisyon ng mga produkto ng pagsabog ay partikular na kahalagahan pagdating sa mga eksplosibo na inilaan para sa pagsabog sa mga underground na gawain (kaya ang pagkalkula ng bentilasyon ng minahan upang ang halaga ng carbon monoxide at nitrogen oxides ay hindi lalampas sa isang tiyak na dami) .

Gayunpaman, sa panahon ng pagsabog, hindi palaging naitatag ang balanse ng kemikal. Sa maraming mga kaso kung saan ang pagkalkula ay hindi nagpapahintulot sa isa na mapagkakatiwalaan na maitatag ang pangwakas na ekwilibriyo ng paputok na pagbabago, ang isa ay lumiliko upang mag-eksperimento. Ngunit ang pang-eksperimentong pagpapasiya ng komposisyon ng mga produkto sa oras ng pagsabog ay nakakaranas din ng malubhang kahirapan, dahil ang mga produkto ng pagsabog sa mataas na temperatura ay maaaring maglaman ng mga atomo at libreng radicals (aktibong mga particle), na hindi matukoy pagkatapos ng paglamig.

Ang mga organikong eksplosibo, bilang panuntunan, ay binubuo ng carbon, hydrogen, oxygen at nitrogen. Samakatuwid, ang mga produkto ng pagsabog ay maaaring maglaman ng mga sumusunod na gaseous at solid substance: CO 2, H 2 O, N 2, CO, O 2, H 2, CH 4 at iba pang hydrocarbons: NH 3, C 2 N 2, HCN, NO, N 2 O, C. Kung ang komposisyon ng mga pampasabog ay may kasamang sulfur o chlorine, kung gayon ang mga produkto ng pagsabog ay maaaring maglaman ng SO 2 , H 2 S, HCl at Cl 2, ayon sa pagkakabanggit. Sa kaso ng nilalaman ng mga metal sa komposisyon ng mga paputok, halimbawa, aluminyo o ilang mga asing-gamot (halimbawa, ammonium nitrate NH 4 NO 3, barium nitrate Ba (NO 3) 2; chlorates - barium chlorate Ba (ClO 3) 2, potassium chlorate KClO 3 ; perchlorates - ammonium NHClO 4, atbp.) Sa komposisyon ng mga produkto ng pagsabog mayroong mga oxide, halimbawa Al 2 O 3, carbonates, halimbawa, barium carbonate BaCO 3, potassium carbonate K 2 CO 3 , bicarbonates (KHCO 3), cyanides (KCN), sulfates (BaSO 4, K 2 SO 4), sulfides (NS, K 2 S), sulfites (K 2 S 2 O 3), chlorides (AlC l 3 , BaCl 2 , KCl) at iba pang mga compound.

Ang presensya at dami ng ilang partikular na produkto ng pagsabog ay pangunahing nakadepende sa balanse ng oxygen ng sumasabog na komposisyon.

Ang balanse ng oxygen ay nagpapakilala sa ratio sa pagitan ng nilalaman ng mga nasusunog na elemento at oxygen sa paputok.

Ang balanse ng oxygen ay karaniwang kinakalkula bilang pagkakaiba sa pagitan ng bigat na dami ng oxygen na nilalaman ng paputok at ang dami ng oxygen na kinakailangan para sa kumpletong oksihenasyon ng mga nasusunog na elemento sa komposisyon nito. Ang pagkalkula ay isinasagawa para sa 100 g ng paputok, alinsunod sa kung saan ang balanse ng oxygen ay ipinahayag bilang isang porsyento. Ang pagkakaloob ng komposisyon na may oxygen ay nailalarawan sa pamamagitan ng balanse ng oxygen (KB) o ang koepisyent ng oxygen a to, na sa mga kamag-anak na termino ay nagpapahayag ng labis o kakulangan ng oxygen para sa kumpletong oksihenasyon ng mga nasusunog na elemento sa mas mataas na mga oksido, halimbawa, CO 2 at H 2 O.

Kung ang isang paputok ay naglalaman ng kasing dami ng oxygen na kinakailangan para sa kumpletong oksihenasyon ng mga sangkap na nasusunog na elemento nito, kung gayon ang balanse ng oxygen nito ay katumbas ng zero. Kung ang labis - KB ay positibo, na may kakulangan ng oxygen - KB ay negatibo. Ang balanse ng mga eksplosibo sa mga tuntunin ng oxygen ay tumutugma sa CB - 0; a hanggang = 1.

Kung ang paputok ay naglalaman ng carbon, hydrogen, nitrogen, at oxygen at inilarawan ng equation na C a H b N c O d , kung gayon ang mga halaga ng balanse ng oxygen at oxygen coefficient ay maaaring matukoy ng mga formula

(2)

kung saan ang a, b, c, at d ay ang bilang ng mga atomo ng C, H, N, at O, ayon sa pagkakabanggit, sa pormula ng kemikal ng paputok; Ang 12, 1, 14, 16 ay ang mga atomic na masa ng carbon, hydrogen, nitrogen at oxygen na bilugan sa pinakamalapit na integer; ang denominator ng fraction sa equation (1) ay tumutukoy sa molecular weight ng paputok: M = 12a + b + 14c + 16d.

Mula sa punto ng view ng kaligtasan ng produksyon at operasyon (imbakan, transportasyon, paggamit) ng mga eksplosibo, karamihan sa kanilang mga pormulasyon ay may negatibong balanse ng oxygen.

Ayon sa balanse ng oxygen, ang lahat ng mga paputok ay nahahati sa sumusunod na tatlong grupo:

I. Mga pampasabog na may positibong balanse ng oxygen: ang carbon ay na-oxidized sa CO 2 , hydrogen sa H 2 O, nitrogen at sobrang oxygen ay inilabas sa elemental na anyo.

II. Ang mga pampasabog na may negatibong balanse ng oxygen, kapag ang oxygen ay hindi sapat para sa kumpletong oksihenasyon ng mga bahagi sa mas mataas na mga oksido at ang carbon ay bahagyang na-oxidize sa CO (ngunit lahat ng mga paputok ay nagiging mga gas).

III. Isang paputok na may negatibong balanse ng oxygen, ngunit hindi sapat ang oxygen para i-convert ang lahat ng nasusunog na sangkap sa mga gas (may elementong carbon sa mga produkto ng pagsabog).

4.4.1. Pagkalkula ng komposisyon ng mga produkto ng paputok na agnas ng mga eksplosibo

na may positibong balanse ng oxygen (I group of explosives)

Kapag kino-compile ang mga equation para sa mga reaksyon ng pagsabog, ang mga paputok na may positibong balanse ng oxygen ay ginagabayan ng mga sumusunod na probisyon: ang carbon ay na-oxidized sa carbon dioxide CO 2, hydrogen sa tubig H 2 O, nitrogen at labis na oxygen ay inilabas sa elemental na anyo (N 2, O 2).

Halimbawa.

1. Sumulat ng isang equation ng reaksyon (tukuyin ang komposisyon ng mga produkto ng pagsabog) ng paputok na agnas ng isang indibidwal na paputok.

Nitroglycerin: C 3 H 5 (ONO 2) 3, M = 227.

Tinutukoy namin ang halaga ng balanse ng oxygen para sa nitroglycerin:

KB > 0, isinusulat namin ang equation ng reaksyon:

C 3 H 5 (ONO 2) 3 \u003d 3CO 2 + 2.5H 2 O + 0.25O 2 + 1.5N 2.

Bilang karagdagan sa pangunahing reaksyon, ang mga reaksyon ng dissociation ay nagpapatuloy:

2CO 2 2CO + O 2;

O 2 + N 2 2NO;

2H 2 O 2H 2 + O 2;

H 2 O + CO CO 2 + H 2.

Ngunit dahil ang KB \u003d 3.5 (higit sa zero), ang mga reaksyon ay inililipat patungo sa pagbuo ng CO 2, H 2 O, N 2, samakatuwid, ang proporsyon ng CO, H 2 at NO na mga gas sa mga paputok na produkto ng decomposition ay hindi gaanong mahalaga. at maaari silang mapabayaan.

2. Bumuo ng equation para sa reaksyon ng paputok na agnas ng mga halo-halong pampasabog: ammonium, na binubuo ng 80% ammonium nitrate NH 4 NO 3 (M = 80), 15% TNT C 7 H 5 N 3 O 6 (M = 227) at 5% aluminum Al (a.m. M = 27).

Ang pagkalkula ng balanse ng oxygen at ang koepisyent α sa halo-halong mga eksplosibo ay isinasagawa tulad ng sumusunod: ang halaga ng bawat isa sa mga elemento ng kemikal na nilalaman sa 1 kg ng pinaghalong ay kinakalkula at ipinahayag sa mga moles. Pagkatapos ay bumubuo sila ng isang kondisyong pormula ng kemikal para sa 1 kg ng isang halo-halong paputok, na katulad ng hitsura sa pormula ng kemikal para sa isang indibidwal na paputok, at pagkatapos ay ang pagkalkula ay isinasagawa nang katulad sa halimbawa sa itaas.

Kung ang halo-halong paputok ay naglalaman ng aluminyo, kung gayon ang mga equation para sa pagtukoy ng mga halaga ng CB at α ay magkakaroon ng sumusunod na anyo:

,

,

kung saan ang e ay ang bilang ng mga atomo ng aluminyo sa conditional formula.

Solusyon.

1. Kinakalkula namin ang elemental na komposisyon ng 1 kg ng ammonal at isulat ang conditional chemical formula nito

%.

2. Isulat ang equation ng reaksyon para sa agnas ng ammonal:

C 4.6 H 43.3 N 20 O 34 Al 1.85 \u003d 4.6CO 2 + 21.65H 2 O + 0.925Al 2 O 3 + 10N 2 + 0.2O 2.

4.4.2. Pagkalkula ng komposisyon ng mga produkto ng paputok na agnas ng mga eksplosibo

may negatibong balanse ng oxygen (II group BB)

Tulad ng nabanggit kanina, kapag pinagsama-sama ang mga equation para sa mga reaksyon ng paputok na agnas ng mga eksplosibo ng pangalawang pangkat, ang mga sumusunod na tampok ay dapat isaalang-alang: ang hydrogen ay na-oxidized sa H 2 O, ang carbon ay na-oxidized sa CO, ang natitirang oxygen ay nag-oxidize ng bahagi ng CO sa CO 2 at nitrogen ay inilabas sa anyo ng N 2.

Halimbawa: Gumawa ng equation para sa reaksyon ng explosive decomposition ng pentaerythritol tetranitrate (PETN) C (CH 2 ONO 2) 4 Mthena \u003d 316. Ang balanse ng oxygen ay katumbas ng -10.1%.

Makikita mula sa chemical formula ng heating element na ang oxygen ay hindi sapat hanggang ang hydrogen at carbon ay ganap na na-oxidized (para sa 8 hydrogens, 4 na oxygen atoms ang kailangan upang maging H 2 O \u003d 4H 2 O) (para sa 5 carbon atoms, 10 oxygen atoms ang kinakailangan upang i-on ang CO 2 \u003d 5CO 2) kabuuang 4 + 10 \u003d 14 sa. oxygen, at mayroon lamang 12 atoms.

1. Binubuo namin ang equation ng reaksyon para sa agnas ng elemento ng pag-init:

C (CH 2 ONO 2) 4 \u003d 5CO + 4H 2 O + 1.5O 2 + 2N 2 \u003d 4H 2 O + 2CO + 3CO 2 + 2N 2.

Upang matukoy ang halaga ng CO at CO 2 coefficients:

5CO + 1.5O 2 \u003d xCO + yCO 2,

x + y \u003d n - ang kabuuan ng mga carbon atom,

x + 2y \u003d m - ang kabuuan ng mga atomo ng oxygen,

X + y \u003d 5 x \u003d 5 - y

x + 2y = 8 o x = 8 - 2y

o 5 - y \u003d 8 - 2y; y \u003d 8 - 5 \u003d 3; x \u003d 5 - 3 \u003d 2.

yun. koepisyent sa CO x = 2; sa CO 2 y \u003d 3, i.e.

5CO + 1.5 O 2 \u003d 2CO + 3CO 2.

Mga pangalawang reaksyon (dissociations):

Singaw ng tubig: H 2 O + CO CO 2 + H 2;

2H 2 O 2H 2 + O 2;

Dissociation: 2CO 2 2CO + O 2;

2. Upang matantya ang error, kinakalkula namin ang komposisyon ng mga produkto ng reaksyon ng paputok na agnas, na isinasaalang-alang ang pinakamahalaga sa mga pangalawang reaksyon - ang reaksyon ng singaw ng tubig (H 2 O + CO CO 2 + H 2).

Ang equation ng reaksyon para sa explosive decomposition ng PETN ay maaaring katawanin bilang:

C (CH 2 ONO 2) 4 \u003d uH 2 O + xCO + yCO 2 + zH 2 + 2N 2.

Ang temperatura ng explosive spill ng heating element ay humigit-kumulang 4000 0 K.

Alinsunod dito, ang equilibrium constant ng singaw ng tubig:

.

Isinulat namin at lutasin ang sistema ng mga equation:

,

Ang x + y = 5 (tingnan sa itaas) ay ang bilang ng mga atomo ng carbon;

Ang 2z + 2у = 8 ay ang bilang ng mga atomo ng hydrogen;

Ang x + 2y + u = 12 ay ang bilang ng mga atomo ng oxygen.

Ang pagbabagong-anyo ng sistema ng mga equation ay nabawasan sa pagkuha ng isang quadratic equation:

7.15y 2 - 12.45y - 35 = 0.

(Isang equation ng uri ay 2 + wy + c = 0).

Ang solusyon nito ay mukhang:

,

,

y = 3.248, pagkatapos x = 1.752; z = 0.242; u = 3.758.

Kaya, ang equation ng reaksyon ay tumatagal ng anyo:

C (CH 2 ONO 2) 4 \u003d 1.752CO + 3.248CO 2 + 3.758H 2 O + 0.242H 2 + 2N 2.

Makikita mula sa resultang equation na ang error sa pagtukoy ng komposisyon at dami ng explosive decomposition na mga produkto sa pamamagitan ng tinatayang pamamaraan ay hindi gaanong mahalaga.

4.4.3. Pagguhit ng mga equation para sa mga reaksyon ng paputok na agnas ng mga paputok

may negatibong CB (pangkat III)

Kapag isinusulat ang mga equation para sa reaksyon ng paputok na agnas para sa ikatlong pangkat ng mga eksplosibo, kinakailangang sumunod sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

1. matukoy ang KB nito sa pamamagitan ng chemical formula ng mga pampasabog;

2. i-oxidize ang hydrogen sa H 2 O;

3. i-oxidize ang carbon na may mga residue ng oxygen sa CO;

4. isulat ang natitirang mga produkto ng reaksyon, sa partikular na C, N, atbp.;

5. Suriin ang mga logro.

Halimbawa : Sumulat ng equation para sa explosive decomposition ng trinitrotoluene (trotyl, tol) C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 .

Molar mass M = 227; KB = -74.0%.

Solusyon: Mula sa pormula ng kemikal, nakikita natin na ang oxygen ay hindi sapat para sa oksihenasyon ng carbon at hydrogen: para sa kumpletong oksihenasyon ng hydrogen, 2.5 oxygen atoms ang kailangan, para sa hindi kumpletong oksihenasyon ng carbon - 7 atoms (9.5 lamang kumpara sa umiiral na 6 atoms) . Sa kasong ito, ang equation ng reaksyon para sa agnas ng TNT ay may anyo:

C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 \u003d 2.5H 2 O + 3.5CO + 3.5 C + 1.5N 2.

pangalawang reaksyon:

H 2 O + CO CO 2 + H 2;