Informasi umum tentang pembakaran

Inti dari proses pembakaran

Salah satu fenomena kimia pertama yang diketahui umat manusia pada awal keberadaannya adalah pembakaran. Pada awalnya digunakan untuk memasak dan memanaskan, dan hanya setelah ribuan tahun orang belajar menggunakannya untuk mengubah energi reaksi kimia menjadi energi mekanik, listrik, dan jenis energi lainnya.

Pembakaran adalah reaksi oksidasi kimia yang disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas dan cahaya. Dalam tungku, mesin pembakaran internal, dan selama kebakaran, proses pembakaran selalu diamati, di mana beberapa zat yang mudah terbakar dan oksigen udara ikut serta. Reaksi gabungan terjadi di antara keduanya, akibatnya panas dilepaskan dan produk reaksi dipanaskan hingga bersinar. Ini adalah bagaimana produk minyak bumi, kayu, gambut dan banyak zat lainnya terbakar.

Namun, proses pembakaran tidak hanya menyertai reaksi penggabungan zat yang mudah terbakar dengan oksigen atmosfer, tetapi juga reaksi kimia lain yang terkait dengan pelepasan panas yang signifikan. Hidrogen, fosfor, asetilena, dan zat lain terbakar, misalnya dalam klorin; tembaga - dalam uap belerang, magnesium - dalam karbon dioksida. Asetilen terkompresi, nitrogen klorida, dan sejumlah zat lainnya dapat meledak. Selama ledakan, zat terurai dengan pelepasan panas dan pembentukan nyala api. Dengan demikian, proses pembakaran merupakan hasil reaksi penggabungan dan penguraian zat.

Kondisi yang kondusif untuk pembakaran

Agar pembakaran dapat terjadi, diperlukan kondisi tertentu: adanya media yang mudah terbakar (zat yang mudah terbakar + zat pengoksidasi) dan sumber penyalaan. Udara dan bahan yang mudah terbakar merupakan suatu sistem yang mampu terbakar, dan kondisi suhu menentukan kemungkinan penyalaan dan pembakaran sistem ini.

Seperti diketahui, unsur utama yang mudah terbakar di alam adalah karbon dan hidrogen. Mereka adalah bagian dari hampir semua zat padat, cair dan gas, misalnya kayu, fosil batubara, gambut, kapas, kain, kertas, dll.

Pengapian dan pembakaran sebagian besar zat yang mudah terbakar terjadi dalam fase gas atau uap. Pembentukan uap dan gas dalam zat padat dan cair yang mudah terbakar terjadi sebagai akibat dari pemanasannya. Zat padat yang mudah terbakar, misalnya belerang, stearin, fosfor, dan beberapa plastik meleleh dan menguap jika dipanaskan. Kayu, gambut, dan batu bara terurai ketika dipanaskan membentuk uap, gas, dan residu padat - batu bara.

Mari kita lihat proses ini lebih detail dengan menggunakan kayu sebagai contoh. Saat dipanaskan hingga 110°C, kayu mengering dan resin sedikit menguap. Dekomposisi lemah dimulai pada 130°C. Dekomposisi kayu (perubahan warna) lebih nyata terjadi pada suhu 150°C ke atas. Produk penguraian yang terbentuk pada suhu 150-200°C sebagian besar adalah air dan karbon dioksida, sehingga tidak dapat terbakar.

Pada suhu di atas 200°C, komponen utama kayu yaitu serat mulai terurai. Gas yang terbentuk pada suhu ini mudah terbakar karena mengandung sejumlah besar karbon monoksida, hidrogen, hidrokarbon, dan uap zat organik lainnya. Ketika konsentrasi produk-produk ini di udara mencukupi, dalam kondisi tertentu produk-produk tersebut akan terbakar.

Semua cairan yang mudah terbakar mampu menguap, dan pembakarannya terjadi dalam fase gas. Oleh karena itu, jika berbicara tentang pembakaran atau penyalaan suatu zat cair, yang dimaksud adalah pembakaran atau penyalaan uapnya.

Pembakaran semua zat dimulai dengan penyalaannya. Bagi sebagian besar zat yang mudah terbakar, momen penyalaannya ditandai dengan munculnya nyala api, dan bagi zat yang tidak terbakar dengan nyala api, munculnya pijar (serangan).

Elemen awal pembakaran, yang terjadi di bawah pengaruh sumber yang memiliki suhu lebih tinggi dari suhu penyalaan sendiri suatu zat, disebut penyalaan.

Beberapa zat mampu melepaskan panas dan memanaskan sendiri tanpa pengaruh sumber panas eksternal. Proses pemanasan sendiri yang berakhir dengan pembakaran biasa disebut pembakaran spontan.

Pembakaran spontan adalah kemampuan suatu zat untuk menyala tidak hanya ketika dipanaskan, tetapi juga pada suhu kamar di bawah pengaruh proses kimia, mikrobiologi dan fisikokimia.

Temperatur dimana suatu zat yang mudah terbakar harus dipanaskan agar dapat menyala tanpa mendekatkan sumber penyalaan disebut temperatur penyalaan otomatis.

Proses penyalaan sendiri suatu zat terjadi sebagai berikut. Saat memanaskan zat yang mudah terbakar, misalnya campuran uap bensin dan udara, suhu dapat dicapai di mana reaksi oksidasi lambat mulai terjadi dalam campuran. Reaksi oksidasi disertai dengan pelepasan panas, dan campuran mulai memanas melebihi suhu saat dipanaskan.

Namun seiring dengan pelepasan panas dan peningkatan suhu campuran, terjadi perpindahan panas dari campuran yang bereaksi ke lingkungan. Pada laju oksidasi yang rendah, jumlah perpindahan panas selalu melebihi pelepasan panas, sehingga suhu campuran, setelah beberapa kenaikan, mulai menurun dan tidak terjadi penyalaan sendiri. Jika campuran dipanaskan dari luar ke suhu yang lebih tinggi, maka seiring dengan peningkatan laju reaksi, jumlah panas yang dilepaskan per satuan waktu juga meningkat.

Ketika suhu tertentu tercapai, pelepasan panas mulai melebihi perpindahan panas, dan reaksi memperoleh kondisi percepatan yang intens. Pada saat ini terjadi pembakaran spontan suatu zat. Suhu penyalaan sendiri zat yang mudah terbakar berbeda-beda.

Proses penyalaan sendiri yang dibahas di atas adalah fenomena karakteristik yang melekat pada semua zat yang mudah terbakar, tidak peduli apa pun keadaan agregasinya. Namun dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari, pembakaran suatu zat terjadi karena terkena api, percikan api, atau benda pijar.

Temperatur sumber penyalaan ini selalu lebih tinggi dari temperatur penyalaan sendiri zat yang mudah terbakar, sehingga pembakaran terjadi dengan sangat cepat. Zat yang mampu terbakar secara spontan dibagi menjadi tiga kelompok. Yang pertama mencakup zat yang dapat menyala secara spontan jika bersentuhan dengan udara, yang kedua dengan benda yang dipanaskan dengan lemah. Kelompok ketiga mencakup zat yang terbakar secara spontan jika terkena air.

Misalnya, produk tanaman, arang, besi sulfat, batubara coklat, lemak dan minyak, bahan kimia dan campurannya mungkin rentan terhadap pembakaran spontan.

Di antara produk tanaman, jerami, jerami, semanggi, daun, malt, dan hop rentan terhadap pembakaran spontan. Yang paling rentan terhadap pembakaran spontan adalah produk tanaman yang kurang kering, di mana aktivitas vital sel tanaman terus berlanjut.

Menurut teori bakteri, adanya kelembaban dan peningkatan suhu akibat aktivitas vital sel tumbuhan berkontribusi terhadap perkembangbiakan mikroorganisme yang ada dalam produk tumbuhan. Karena konduktivitas termal yang buruk pada produk tanaman, panas yang dilepaskan secara bertahap terakumulasi dan suhu meningkat.

Pada suhu tinggi, mikroorganisme mati dan berubah menjadi karbon berpori, yang cenderung memanas karena oksidasi intensif dan oleh karena itu merupakan sumber pelepasan panas berikutnya setelah mikroorganisme. Suhu produk tanaman meningkat hingga 300°C, dan produk tersebut terbakar secara spontan.

Arang, batubara coklat dan keras, gambut juga terbakar secara spontan karena oksidasi intensif oleh oksigen atmosfer.

Lemak nabati dan hewani, jika diaplikasikan pada bahan yang hancur atau berserat (kain lap, tali, derek, anyaman, wol, serbuk gergaji, jelaga, dll.) memiliki kemampuan untuk terbakar secara spontan.

Ketika bahan yang dihancurkan atau berserat dibasahi dengan minyak, bahan tersebut didistribusikan ke permukaan dan jika terkena udara, bahan tersebut mulai teroksidasi. Bersamaan dengan oksidasi, proses polimerisasi (penggabungan beberapa molekul menjadi satu) terjadi di dalam minyak. Proses pertama dan kedua disertai dengan pelepasan panas yang signifikan. Jika panas yang dihasilkan tidak hilang, suhu bahan yang diminyaki akan meningkat dan dapat mencapai suhu penyalaan otomatis.

Beberapa bahan kimia dapat terbakar secara spontan jika terkena udara. Ini termasuk fosfor (putih, kuning), hidrogen fosfida, debu seng, bubuk aluminium, logam: rubidium, cesium, dll. Semua zat ini mampu teroksidasi di udara dengan pelepasan panas, sehingga reaksinya dipercepat dengan sendirinya. -pengapian.

Kalium, natrium, rubidium, cesium, kalsium karbida, karbida dari logam alkali dan alkali tanah bergabung kuat dengan air, dan ketika berinteraksi, melepaskan gas yang mudah terbakar, yang, jika dipanaskan karena panasnya reaksi, akan terbakar secara spontan.

Ketika zat pengoksidasi seperti oksigen terkompresi, klorin, brom, fluor, asam nitrat, natrium dan barium peroksida, kalium permanganat, nitrat, dll. dicampur dengan zat organik, proses pembakaran spontan dari campuran ini terjadi.

Bahaya kebakaran suatu bahan dan bahan ditentukan tidak hanya oleh kemampuannya untuk menyala, tetapi juga oleh sejumlah faktor lain: intensitas proses pembakaran itu sendiri dan fenomena yang menyertai pembakaran (pembentukan asap, uap beracun, dll.), kemungkinan menghentikan proses ini. Indikator umum bahaya kebakaran adalah sifat mudah terbakar.

Menurut indikator ini, semua zat dan bahan secara kondisional dibagi menjadi tiga kelompok: tidak mudah terbakar, mudah terbakar, mudah terbakar.

Bahan dan bahan yang tidak dapat terbakar di udara (sekitar 21% oksigen) dianggap tidak mudah terbakar. Ini termasuk baja, batu bata, granit, dll. Namun, salah jika mengklasifikasikan bahan yang tidak mudah terbakar sebagai bahan yang aman untuk kebakaran. Zat pengoksidasi kuat (asam nitrat dan sulfat, brom, hidrogen peroksida, permanganat, dll.) dianggap tidak mudah terbakar, tetapi mudah terbakar; zat yang mengeluarkan gas yang mudah terbakar jika dipanaskan bila bereaksi dengan air, zat yang bereaksi dengan air melepaskan panas dalam jumlah besar, misalnya kapur tohor.

Zat dan bahan yang mudah terbakar rendah mampu terbakar di udara dari sumber penyulut, tetapi tidak mampu terbakar secara mandiri setelah dikeluarkan.

Bahan mudah terbakar adalah zat dan bahan yang mampu terbakar secara spontan, menyala dari sumber penyalaan dan terbakar setelah dikeluarkan.

Pembakaran kayu adalah oksidasi bagian-bagian penyusunnya menjadi karbon dioksida CO 2 dan air H 2 O.

Untuk melakukan proses ini, diperlukan zat pengoksidasi (oksigen) dalam jumlah yang cukup dan pemanasan kayu hingga suhu tertentu.

Ketika dipanaskan tanpa akses oksigen, terjadi dekomposisi termal kayu (pirolisis), menghasilkan pembentukan batubara, gas, air dan zat organik yang mudah menguap.

Sesuai dengan teori yang dikembangkan oleh G.F. Knorre dan ilmuwan lainnya, pembakaran kayu dapat direpresentasikan sebagai berikut.

Pada awal pemanasan, uap air menguap dari kayu. Selanjutnya, terjadi dekomposisi termal dari bagian-bagian penyusunnya. Bagian penyusun kayu sebagian besar teroksidasi, sehingga terurai pada suhu rendah. Pembentukan zat yang mudah menguap mencapai maksimum (hingga 85% berat dimulai sekitar 160° dan kayu kering) pada 300°.

Produk dekomposisi primer kayu, sebagai hasil proses oksidatif dan reduksi yang kompleks, berubah menjadi gas, di mana mereka dapat dengan mudah bercampur dengan molekul oksigen, membentuk campuran yang mudah terbakar yang menyala dalam kondisi tertentu (kelebihan oksigen, cukup tinggi suhu). Tergantung pada kualitas kayunya, kayu tersebut menyala pada suhu 250-350°.

Produk gasifikasi terbakar di tepi luar nyala api, sedangkan di dalam nyala api, produk pirolisis kayu yang mudah menguap berubah menjadi gas.

Nyala api disebabkan oleh partikel karbon panas yang terbakar dalam CO 2 di tepi luarnya dengan oksigen berlebih. Sebaliknya, dengan kekurangan oksigen, ketika suhu relatif rendah, nyala api berwarna kemerahan, dan sejumlah besar jelaga dilepaskan karena partikel karbon yang tidak terbakar.

Semakin besar pasokan oksigen, semakin tinggi suhunya, nyala api semakin besar dan terang.

Munculnya nyala api juga bergantung pada komposisi kayu dan terutama pada kandungan hidrokarbon dan resin. Resin terbanyak ditemukan di pohon pinus dan birch, yang bila dibakar akan menghasilkan nyala api yang tebal dan terang. Nyala api aspen, yang zat mudah menguapnya mengandung lebih banyak karbon monoksida dan lebih sedikit hidrokarbon, berukuran kecil, transparan, dan berwarna kebiruan. Saat membakar alder, yang mengandung sedikit resin, juga menghasilkan nyala api yang lebih pendek dan transparan.

Urutan dekomposisi termal serbuk gergaji selama pembentukan asap asap secara kasar dapat diwakili oleh tahapan berikut.

Pada tahap pertama, partikel serbuk gergaji “segar” berikutnya, di bawah pengaruh campuran panas uap dan gas serta radiasi termal dari partikel tetangga yang terbakar, memanas hingga 150-160°. Selama periode ini, sebagian besar uap air menguap; tidak ada penurunan volume partikel yang nyata.

Pada tahap selanjutnya, suhu partikel juga meningkat, akibatnya terjadi dekomposisi termal dari massa organik partikel kayu dan penyalaan sebagian produk pirolisis gas dengan pelepasan panas; beberapa zat yang mudah menguap, bersama dengan sejumlah karbon (jelaga) yang tidak terbakar, terbawa arus konveksi ke atas, membentuk asap. Pada akhir proses penguraian kayu dan pelepasan senyawa yang mudah menguap, ukuran partikel berkurang secara nyata.

Batubara (karbon padat), terbentuk selama dekomposisi termal serbuk gergaji, dipanaskan oleh panas yang dilepaskan selama oksidasi beberapa senyawa volatil dan mulai bereaksi dengan karbon dioksida dan oksigen:

C + CO 2 → 2CO

2CO + O 2 → 2CO 2

Ini menghasilkan nyala api kecil berwarna kebiruan yang dihasilkan dari pembakaran karbon monoksida.

Volume partikel terus menyusut; Pada tahap akhir, abu terbentuk. Di bawah pengaruh panas yang dihasilkan, partikel serbuk gergaji “segar” berikutnya mulai memanas.

Mekanisme dan kimia pembakaran kayu baik berupa batangan kayu bakar, serpihan atau tumpukan serbuk gergaji adalah sama. Terdapat perbedaan pada aspek kuantitatif dan kualitatif dari proses pembakaran itu sendiri, yaitu oksidasi senyawa organik dengan oksigen jika menggunakan kayu bakar atau serbuk gergaji.

Di sini kita dihadapkan pada konsep apa yang disebut pembakaran sempurna dan tidak sempurna. Dengan pembakaran sempurna, zat-zat yang mudah menguap, uap, dan gas teroksidasi sempurna (atau terbakar) menjadi karbon dioksida dan uap air.

Contoh pembakaran sempurna adalah reaksi oksidasi salah satu komponen asap rokok – metil alkohol CH 3 OH:

CH 3 OH + O 2 → CO 2 + 2H 2 O

Reaksi dan oksidasi senyawa organik lain yang timbul selama dekomposisi termal kayu dapat berlangsung dengan cara yang sama.

Akibat pembakaran sempurna maka terbentuklah campuran uap-gas yang terdiri dari karbon dioksida dan uap air, tidak mengandung komponen pengasapan dan tidak mempunyai nilai untuk pengasapan.

Untuk mendapatkan asap yang cocok untuk produksi pengasapan, perlu diciptakan kondisi pembakaran kayu yang tidak sempurna. Untuk melakukan ini, misalnya, lapisan serbuk gergaji yang dibasahi ditempatkan di atas kayu bakar, sehingga zona dan intensitas pembakaran berkurang secara signifikan. Dengan pembakaran tidak sempurna, zat organik yang mudah menguap hanya teroksidasi sebagian, dan asapnya jenuh dengan komponen rokok.

Kedalaman oksidasi produk pirolisis kayu bergantung pada jumlah oksigen, serta suhu pembakaran dan laju penghilangan zat-zat yang mudah menguap dari zona pembakaran.

Dengan kekurangan oksigen, oksidasi zat yang mudah menguap, misalnya metil alkohol, berlangsung sesuai dengan reaksi berikut:

2CH 3 OH + O 2 → 2C + 4H 2 O

Partikel karbon yang tidak terbakar, meninggalkan zona api, dengan cepat mendingin dan membentuk asap, bersama dengan produk penguraian kayu lainnya yang tidak teroksidasi sempurna. Ada pula yang mengendap di dinding ruang pengasapan dalam bentuk jelaga (jelaga). Jika isolasi ruang merokok tidak cukup baik, zat asap yang mudah menguap (resin, tar) yang terkondensasi juga mengendap di dindingnya.

Dengan oksidasi zat yang mudah terbakar lebih dalam, tetapi juga tidak sempurna, karbon monoksida terbentuk:

CH 3 OH + O 2 → CO + 2H 2 O

Dengan demikian, jumlah oksigen merupakan salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi komposisi kimia asap, khususnya perubahan kandungan metil alkohol, formaldehida, dan asam format di dalamnya. Jadi, dengan akses udara terbatas ke zona pembakaran, aldehida format terbentuk dari metil alkohol:

CH 3 OH + O 2 → CH 2 O + 4H 2 O

Ketika lebih banyak udara masuk, dan akibatnya, oksigen, formaldehida yang dihasilkan dioksidasi menjadi asam format:

2CH 2 O + O 2 → 2CHOOH

Dengan udara berlebih, asam format teroksidasi sempurna menjadi karbon dioksida dan air:

2СНOOH + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

Saat membakar produk pirolisis lainnya, tergantung pada keadaan oksidasi, zat organik juga terbentuk yang mempengaruhi komposisi asap.

Suhu pembakaran juga tergantung pada jumlah oksigen yang masuk ke lapisan pembakaran. Dalam kondisi normal, kayu dalam bentuk batang kayu tidak dapat terbakar tanpa nyala api, sehingga tidak melepaskan panas. Dalam hal ini, lebih banyak zat yang terbentuk dari massa organik kayu yang teroksidasi dibandingkan selama pembakaran (pembakaran) serbuk gergaji. Oleh karena itu, sebagian besar zat yang mudah menguap ketika membakar kayu tidak digunakan untuk pengasapan, dan komposisi asap asap lebih rendah daripada asap yang diperoleh dari pembakaran serbuk gergaji yang lambat. Ketika kayu bakar yang terbakar diisi dengan serbuk gergaji basah, jumlah asapnya meningkat, tetapi meskipun demikian, kayu bakar tersebut dikonsumsi secara tidak ekonomis.

Rezim suhu pembakaran alami (membakar) serbuk gergaji jauh lebih lembut dibandingkan dengan pembakaran kayu bakar. Ketika batubara yang tersisa setelah pelepasan zat-zat yang mudah menguap dibakar, nyala api kecil terbentuk. Panas yang dihasilkan dihabiskan terutama untuk memanaskan lapisan serbuk gergaji yang berdekatan, yang mengalami dekomposisi termal tanpa akses oksigen, karena udara disingkirkan oleh uap dan gas dari lapisan yang terbakar.

Pembakaran lambat. Sebagian besar produk dekomposisi termal tidak teroksidasi dalam nyala api, sehingga relatif banyak zat yang mudah menguap dihilangkan melalui arus konveksi.

Contoh pembakaran serbuk gergaji yang tidak sempurna adalah pembakarannya dengan suplai udara rendah yang dipaksakan. Dalam hal ini, hanya lapisan bawah serbuk gergaji yang terbakar seluruhnya. Gas dan uap panas menggantikan udara dan memanaskan lapisan atas serbuk gergaji, mengakibatkan penyulingan kering pada kayu, sehingga terbentuk batu bara, gas, air dan senyawa organik. Dengan pasokan serbuk gergaji segar yang merata dari atas, hanya lapisan bawah batubara, yang terbentuk sebagai hasil distilasi kering lapisan atasnya, yang terbakar. Hal ini menghasilkan asap yang lebih jenuh dengan senyawa organik yang mudah menguap.

Cara terbaik untuk menghasilkan asap yang kaya akan komponen pengasapan adalah dengan memproduksinya dalam generator asap yang beroperasi pada serbuk gergaji dengan pemanasan media pengasapan dengan gas, uap mati atau listrik, dan dalam generator asap gesekan. Dalam hal ini yang dihasilkan adalah asap dengan kandungan senyawa organik volatil yang tinggi, hal ini disebabkan rendahnya suhu pembentukan asap dan sedikit oksidasi produk pembusukan utama kayu.

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Masuk.

Laju pembakaran zat dan bahan dalam oksigen (cair dan gas) 10-100 kali lebih tinggi dibandingkan di udara. Tingkat pembakaran senyawa organik sangat tinggi. 

Di alam, karbon monoksida hanya ditemukan dalam gas gunung berapi, tambang, dan rawa. Dalam industri, karbon monoksida dihasilkan melalui distilasi kering dan gasifikasi batubara. Selain itu, terbentuk selama pembakaran senyawa organik dalam kondisi kekurangan oksigen. Misalnya, pembakaran sempurna metana menghasilkan karbon dioksida 

Perkiraan keteguhan Tal, co dijelaskan sebagai berikut. Seperti disebutkan di atas, pembakaran senyawa organik di udara terjadi dalam dua tahap. Pada saat yang sama, saya membatasi 

Komposisi hasil pembakaran bergantung pada komposisi zat yang terbakar, kondisi terjadinya pembakaran, dan terutama kesempurnaan pembakaran. Produk pembakaran mungkin mengandung banyak zat anorganik (karbon, nitrogen, hidrogen, belerang, fosfor, dll.) dan oksidanya, serta alkohol, keton, aldehida, dan senyawa organik lainnya. Asap yang dihasilkan selama proses pembakaran terdiri dari partikel padat kecil dengan ukuran mulai dari 0,01 hingga 

Pada suhu pembakaran sedang - biasanya hingga 2000-2200 ° K untuk 1 at (abs) - komposisi kesetimbangan produk reaksi adiabatik dari banyak sistem yang terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen ditentukan dengan akurasi yang baik melalui hubungan stoikiometri sederhana. Sistem seperti itu, yang terbentuk selama pembakaran campuran berbagai senyawa organik dengan oksigen, merupakan jenis produk pembakaran yang paling umum. Jika terjadi kelebihan 

Efek spesifik dari aditif penghambat terbatas. Yang paling efektif adalah turunan hidrokarbon jenuh, di mana sebagian besar atom hidrogen digantikan oleh atom halogen. Turunan halogen dari senyawa organik yang dapat mengoksidasi menghambat pembakaran dan menurunkan kecepatan nyala api normal, ternyata hanya untuk campuran dengan bahan bakar berlebih. Menambahkan produk tersebut ke dalam campuran tanpa lemak dapat meningkatkan kecepatan nyala api karena peningkatan kandungan kalori dalam campuran. 

Menyimpulkan tinjauan studi teori pembakaran sistem heterogen yang ditujukan untuk mengidentifikasi peran radiasi, kami mencatat hal-hal berikut. Terdapat bukti eksperimental dalam literatur tentang adanya mekanisme radiasi penyalaan aerosol dari beberapa logam dan senyawa yang mengandung karbon melalui radiasi dari pembakaran aerosol zirkonium dan titanium. Untuk sejumlah senyawa organik dengan berat molekul tinggi, termasuk polimer, pembentukan residu kokas dapat diamati selama gasifikasi suatu zat di bawah pengaruh radiasi eksternal. Senyawa karbon tinggi yang dihasilkan, pada prinsipnya, dapat menjadi pusat penyalaan pada aerosol segar. Namun, perkiraan menunjukkan bahwa implementasi praktis dari skema pemanasan produk pembakaran - partikel campuran segar -> - gasifikasi dengan pembentukan kokas -> penyalaan sendiri zat yang mudah menguap terjadi dengan permukaan api yang sangat lebar (diameter saluran beberapa meter ), bila efek dinamis gas sudah perlu diperhitungkan. Namun demikian, keseimbangan energi di bagian depan nyala api, ketika menyempurnakan karakteristik yang dihitung, harus memperhitungkan perpindahan panas melalui radiasi (menurut perkiraan Palmer, pangsa radiasi dalam perpindahan panas untuk sistem berbagai skala kurang dari 20%), terutama untuk proses berskala besar. 

Proses pembakaran partikel polimer yang terdistribusi di udara memiliki banyak kesamaan dengan pembakaran aerosol zat organik lainnya. Di bawah pengaruh aliran panas dari sumber penyalaan (selama penyalaan) atau dari bagian depan nyala api (selama perambatan bagian depan nyala api), partikel-partikel tersebut dipanaskan. Pemanasan disertai dengan proses penghancuran termal-oksidatif, yang menghasilkan pembentukan produk gas dengan berat molekul rendah. Di zona api, produk dengan berat molekul rendah ini terbakar hingga keadaan akhir (dalam kondisi yang paling menguntungkan untuk pembakaran - menjadi CO2 dan H20). Komposisi produk penghancuran oksidatif termal tergantung pada struktur kimia makromolekul polimer, kondisi penyalaan dan pembakaran. Secara umum polimer terdiri dari bagian yang mudah terbakar dan tidak mudah terbakar. Bagian yang mudah terbakar terdiri dari hidrogen, karbon monoksida, hidrokarbon rendah jenuh dan tak jenuh, aldehida rendah, keton, alkohol dan senyawa organik lainnya. Bagian yang tidak mudah terbakar meliputi uap air, nitrogen, karbon dioksida, dan hidrogen halida. 

Energi yang digunakan untuk pembelahan disebut energi pemutusan ikatan. Ini adalah 50-100 kkal-mol-1. Ketika sejumlah kecil energi disuplai, ikatan yang melemah akan diputus terlebih dahulu. Dalam reaksi pembakaran, pembentukan radikal terjadi hampir seluruhnya melalui pirolisis. Tiga kasus dapat terjadi selama pirolisis senyawa organik:  

Pendidikan. PAH terbentuk sebagai hasil pirolisis, atau pembakaran tidak sempurna bahan organik yang mengandung karbon dan hidrogen. Pada suhu tinggi, pirolisis senyawa organik menghasilkan fragmen molekul dan radikal yang bergabung membentuk PAH. Komposisi produk akhir sintesis pirolisis bergantung pada bahan bakar, suhu dan waktu henti di zona pembakaran. Bahan bakar, setelah pembakaran yang menghasilkan PAH, termasuk metana, hidrokarbon lainnya, lignin, peptida, lipid, dll. Namun, senyawa yang mengandung rantai bercabang, ikatan tak jenuh atau struktur siklik umumnya mendukung pembentukan PAH. Jelasnya, PAH dilepaskan dalam bentuk uap dari zona pembakaran. Karena tekanan uapnya yang rendah, sebagian besar PAH langsung terkonsentrasi pada partikel jelaga atau membentuk partikel kecil itu sendiri. PAH yang memasuki atmosfer dalam bentuk uap diserap oleh partikel di udara. Aerosol yang mengandung PAH, kemudian tersebar ke udara, dapat terbawa angin dalam jarak jauh. 

Menyebar. Karbon monoksida dihasilkan dengan membakar bahan organik seperti batu bara, kayu, kertas, minyak, bensin, gas, bahan peledak, atau jenis bahan karbonat lainnya dalam kondisi udara atau oksigen tidak mencukupi. Ketika proses pembakaran terjadi dengan pasokan udara berlebih dan nyala api tidak bersentuhan dengan permukaan apapun, maka karbon monoksida tidak dihasilkan. CO terbentuk ketika nyala api bersentuhan dengan permukaan yang suhunya lebih rendah dari suhu penyalaan bagian gas api. 90% CO di atmosfer diproduksi secara alami, dan 10% dihasilkan oleh aktivitas manusia. Mesin kendaraan menyumbang 55 hingga 60% dari total jumlah CO yang berasal dari buatan. Gas buang mesin bensin (pengapian listrik) merupakan sumber umum pembentukan CO. Knalpot mesin diesel (pengapian kompresi) mengandung sekitar 0,1% CO ketika mesin bekerja dengan baik, namun mesin diesel yang tidak disetel dengan benar, kelebihan beban, atau perawatan yang buruk dapat mengeluarkan CO dalam jumlah besar. Afterburner termal atau katalitik di pipa knalpot secara signifikan mengurangi jumlah CO. Sumber utama CO lainnya termasuk pengecoran logam, cracker katalitik di kilang minyak bumi, proses penyulingan batu bara dan kayu, tanur kapur dan tanur reduksi di pabrik kertas kraft, produksi metanol sintetik dan senyawa organik lainnya dari karbon monoksida, sintering umpan tanur sembur, pembuatan karbida, produksi formaldehida, pabrik karbon hitam, baterai oven kokas, pabrik gas dan pabrik pengolahan limbah. 

Konsentrasi pengotor, yang terutama berasal dari sumber yang terkait dengan proses pembakaran, mengalami perubahan waktu yang sangat besar, dan pelepasannya terjadi secara intermiten. Pelepasan VOC sesekali dari aktivitas manusia seperti pengecatan atau pengecatan juga mengakibatkan variasi emisi yang besar dalam waktu. Emisi lainnya, seperti pelepasan formaldehida ke udara dalam ruangan dari produk kayu, dapat bervariasi tergantung pada fluktuasi suhu dan kelembapan di dalam gedung, namun emisinya bersifat terus menerus. Emisi bahan kimia organik dari bahan lain mungkin tidak terlalu terpengaruh oleh suhu dan kelembapan, namun konsentrasinya di udara dalam ruangan akan sangat dipengaruhi oleh ventilasi ruangan tersebut. 

Perlu ditekankan bahwa efek katalitik terhadap senyawa organik sangat besar. Jadi, laju pembakaran amonium perklorat dengan katalis paling efektif - tembaga oksinat - pada 300 atm melebihi laju pembakaran perklorat murni sebanyak 21 kali lipat. Dan bahkan pada 1000 atm, perklorat dengan tembaga oksinat terbakar 4 kali lebih cepat dibandingkan perklorat murni. 

Di meja 25 merangkum hasil yang diperoleh dan menunjukkan nilai B dan V pada persamaan pembakaran. Perhatikan bahwa keberadaan amonia dalam molekul senyawa organik (amonium salisilat) tidak mempengaruhi laju pembakaran - kurva untuk campuran amonium perklorat dengan amonium salisilat dan asam salisilat adalah sama. 

Pembakaran sempurna sebagian besar zat menghasilkan karbon dioksida, sulfur dioksida, dan uap air. Pembakaran tidak sempurna menghasilkan karbon monoksida, alkohol, keton, aldehida, asam dan senyawa organik kompleks lainnya. Semuanya didapat akibat kurangnya oksigen udara di zona pembakaran. Produk-produk ini mudah terbakar dan dapat membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara, sehingga meningkatkan bahaya kebakaran. Selain itu, produk pembakaran tidak sempurna seringkali bersifat kaustik dan beracun, sehingga menyulitkan petugas pemadam kebakaran untuk bekerja. 

Dari sudut pandang tindakan pencegahan keselamatan di laboratorium kimia, senyawa nitrogen patut mendapat perhatian khusus. Banyak senyawa anorganik dan organiknya sangat beracun; banyak yang digunakan untuk memproduksi bahan peledak. Nitrogen sendiri tidak memiliki sifat beracun atau mengiritasi; ia bersifat pasif dalam proses pembakaran. Tetapi ketika terhirup dalam konsentrasi besar, seseorang mengalami fenomena patologis yang berhubungan dengan kekurangan oksigen (penyakit caisson). Pada saat yang sama, dalam berbagai bentuk senyawanya, nitrogen terlibat dalam proses fisiologis penting. Gangguan pada metabolisme normal nitrogen dalam tubuh seringkali menyebabkan penyakit serius. Senyawa nitrogen berikut banyak digunakan di laboratorium: asam nitrat dan nitrat, amonia, nitrosil klorida, dll. 

Seperti diketahui, semua reaksi kimia dibagi menjadi homogen, yang terjadi dalam jumlah besar, dan heterogen, yang terjadi pada antarmuka. Proses pembakaran bahan padat bersifat heterogen. Oleh karena itu, ukuran dan sifat permukaan fase padat serta variabilitasnya juga memainkan peran yang luar biasa dalam proses ini. Agar pembakaran dapat terjadi, diperlukan sistem yang rentan terhadap proses ini (zat yang mudah terbakar dan zat pengoksidasi) dan impuls yang menyebabkan reaksi pembakaran kimia. Bahan bakar yang dapat berinteraksi dengan oksidator mencakup sejumlah besar cairan dan gas, serta banyak zat padat: logam dalam bentuk bebas, belerang dalam bentuk unsur dan terikat, dan sebagian besar senyawa organik. Oksidator dalam proses pembakaran adalah oksigen (udara), ozon, peroksida, zat kaya oksigen (senyawa nitro, asam nitrat, perklorat, nitrat), halogen. 

Pembakaran adalah reaksi oksidasi kimia intens yang disertai dengan pelepasan panas dan cahaya. Pembakaran terjadi dengan adanya zat yang mudah terbakar, zat pengoksidasi, dan sumber penyalaan. Oksigen, asam nitrat, natrium peroksida, garam Berthollet, perklorat, senyawa nitro, dll. dapat bertindak sebagai zat pengoksidasi dalam proses pembakaran. Banyak senyawa organik, belerang, hidrogen sulfida, pirit, sebagian besar logam dalam bentuk bebas, karbon monoksida, hidrogen dan dll. 

Kebanyakan bahan peledak dalam kelompok ini adalah senyawa organik yang mengandung oksigen yang mampu melakukan pembakaran intramolekul sebagian atau seluruhnya. 

Freon, tidak seperti produk busa air dan pengencer inert, adalah penghambat pembakaran, yaitu zat yang secara aktif dapat mengganggu proses kimia dan menghambatnya. Freon menghambat pembakaran zat organik (produk minyak bumi, pelarut, dll.) paling efektif dan menghambat pembakaran hidrogen, amonia, dan beberapa zat lain dengan kurang efektif. Freon tidak dapat diterima untuk memadamkan logam, banyak senyawa organologam, beberapa hidrida logam, dan juga ketika zat pengoksidasi dalam api bukanlah oksigen, tetapi zat lain (misalnya, halogen, nitrogen oksida). 

Komposisi hasil pembakaran bergantung pada komposisi zat yang terbakar, kondisi terjadinya pembakaran, dan terutama kesempurnaan pembakaran. Produk pembakaran mungkin mengandung banyak zat anorganik (karbon, nitrogen, hidrogen, belerang, fosfor, dll.) dan oksidanya, serta alkohol, keton, aldehida, dan senyawa organik lainnya. Asap yang dihasilkan selama proses pembakaran terdiri dari partikel padat kecil dengan ukuran mulai dari 0,01 hingga 1 mikron. 

Untuk senyawa organik non-polar mendekati kesatuan; untuk senyawa polar lemah kira-kira = 1,06. Untuk kebakaran produk minyak dengan luas terbakar lebih dari 10 m2, laju pembakaran (dalam m/s) dapat dicari kira-kira dengan menggunakan rumus empiris 

Ruas kiri persamaan (6.2) dan (6.3) menyatakan entalpi absolut (energi dalam) campuran awal yang mudah terbakar pada suhu awal T0, dan ruas kanan menyatakan entalpi (energi dalam) campuran hasil pembakaran pada suhu awal T0. suhu pembakaran Tt atau ledakan Gvzr. Metodologi rinci untuk menghitung suhu pembakaran senyawa organik berdasarkan ide-ide ini dijelaskan dalam dua bagian berikutnya. Dalam hal ini, hanya sistem yang dibentuk oleh karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan argon yang dipertimbangkan, karena perhitungan termodinamika yang tepat dari sistem yang mengandung unsur lain tanpa menggunakan komputer sangatlah rumit dan di luar cakupan buku ini. Metode perhitungan perkiraan tidak efektif, sehingga tidak diberikan juga. 

Keracunan akut dan kronis juga mungkin terjadi selama pembotolan, penyaringan, pemurnian dan pengangkutan Hg selama produksi merkuri fulminat (pada saat yang sama, nitrogen oksida, ester asam nitrat, uap senyawa organik yang mudah menguap, hidrogen sianida dapat dilepaskan ke dalam udara) selama ekstraksi logam mulia dari bijih dan paduan, skrap, limbah dari berbagai proses elektrolitik ketika bekerja dengan fotoreagen yang mengandung selama berbagai proses dan operasi kimia (misalnya, dalam produksi asam asetat sintetik dalam proses analisis senyawa organik ketika penentuan nitrogen) saat menghamili bantalan, tiang dan berbagai struktur kayu untuk tujuan mengawetkannya saat menggunakan 1 sebagai cairan zonasi (isolasi) dalam produksi elektroda dan baterai listrik saat membersihkan, mengelas atau memperbaiki boiler, yang sebelumnya terkandung dalam pengecatan bagian bawah air kapal laut (Goldwater dan Jeffers) ketika memantau instalasi meteran air, kadang-kadang selama kebakaran di tambang merkuri ( Kulbasov Mirochnik), selama ledakan lampu merkuri, pembakaran yang disebut ular firaun (merkuri rhodanida), ledakan kemarahan merkuri di dekat pabrik merkuri selama berbagai pekerjaan dengan H, khususnya dalam proses pembuatan labu merkuri (penyearah kecil) dan dalam produksi termometer. 

Namun, efek spesifik dari aditif penghambat terbatas. Yang paling efektif adalah haloalkana yang sebagian besar atom hidrogennya digantikan oleh halogen. Turunan halo dari senyawa organik yang dapat teroksidasi ternyata menghambat pembakaran hanya campuran yang mudah terbakar. Menambahkan produk tersebut ke dalam campuran tanpa lemak bahkan dapat meningkatkan kecepatan nyala api karena peningkatan kandungan kalori dalam campuran. 

Akibat pembakaran zat, terbentuk produk gas, cair dan padat; pembakaran sempurna menghasilkan CO2, H20, NO3 dan P205, zat yang tidak terbakar dan tidak mendukung pembakaran. Dengan pembakaran bahan organik yang tidak sempurna, produk yang lebih beragam akan terbentuk. Selain produk pembakaran sempurna, komposisinya meliputi karbon monoksida, alkohol, keton, aldehida, asam, dan senyawa organik kompleks lainnya. Produk pembakaran tidak sempurna seringkali beracun, mampu membakar dan membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara. Hasil pembakaran sempurna dan tidak sempurna menghasilkan asap dengan komposisi berbeda. Asap terdiri dari partikel padat kecil yang tersuspensi dalam beberapa jenis gas. Partikel padatnya sebagian besar berupa karbon dengan diameter 0,002 hingga 1 mm. Partikel-partikel ini mudah mengendap sebagai jelaga atau jelaga. 

Sebagai hasil pembakaran, produk berbentuk gas, cair dan padat terbentuk. Dengan pembakaran sempurna - CO2, HgO, BO2 dan P2O5, dengan pembakaran tidak sempurna, produk yang lebih beragam terbentuk, yang selain produk pembakaran sempurna, termasuk karbon monoksida, keton, aldehida, asam, dan senyawa organik kompleks lainnya. Produk pembakaran tidak sempurna seringkali beracun, mampu membakar dan membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara. 

Natrium Na, logam lunak berwarna putih keperakan. Pada. berat 22.997 daging. 970 kg/m3, mp. 97,7°C bp. 883° Dari irama. listrik. perlawanan pada 20°C 4,879 10" ohm cm. Kalor pembakaran hingga Na202 2600 kkal/kg koefisien konduktivitas termal dalam cal/(cm detik derajat) 0,317 pada 21°C, 0,205 pada 100°C. Memiliki reaktivitas yang tinggi. Bila dipanaskan dalam udara mudah terbakar. Suhu pembakaran sekitar 900°С; suhu dapat menyala sendiri 330-360°С (di udara), 97-106°С (dengan adanya natrium peroksida) II8°С (dalam oksigen) kandungan oksigen minimum yang diperlukan untuk pembakaran, 5% vol. laju pembakaran 0,7-0,9 kg/(m -menit). Selama pembakaran dalam oksigen berlebih, Na22 peroksida terbentuk, yang bereaksi sangat kuat dengan zat yang mudah teroksidasi (bubuk aluminium, belerang, batu bara, dll.). , terkadang disertai ledakan. Karbon dioksida padat meledak jika bersentuhan dengan logam yang dipanaskan hingga 350°C. Reaksi dengan air dimulai pada -98°C dengan pelepasan hidrogen sering kali disertai dengan ledakan) ketika dibakar, membentuk campuran yang mudah meledak dengan hidrokarbon terhalogenasi. Padamkan dengan PS-1 dan gas inert cair. Saat melakukan pemadaman di dalam ruangan, argon dan nitrogen memberikan efek paling besar. Pendinginan lihat juga Logam. Agen pemadam. 

Sifat berbahaya bagi kebakaran Logam mudah terbakar. T. mudah terbakar sendiri di udara 330-360°C (dengan adanya natrium peroksida 97-106°C), dalam oksigen 118°C MVSA 5% vol. tingkat kelelahan (1,1-1,5) I02 kg/(m3s). Ketika dibakar dalam oksigen berlebih, Na2O2 terbentuk, yang bereaksi dengan zat yang mudah teroksidasi (bubuk aluminium, belerang, batu bara, dll.) dengan sangat kuat, terkadang dengan ledakan. Karbida logam alkali sangat aktif secara kimia dalam atmosfer karbon dioksida; mereka terbakar secara spontan dan bereaksi secara eksplosif dengan air. Karbon dioksida padat dengan natrium cair meledak pada 350°C. Reaksi dengan es dimulai pada suhu -98°C dengan pelepasan hidrogen. Ketika sejumlah besar natrium dan air bersentuhan, reaksinya disertai dengan ledakan. Interaksi dengan larutan asam berlangsung serupa dengan reaksi dengan air. Interaksi natrium dengan senyawa organik bergantung pada sifat dan suhunya. Natrium, terutama natrium cair, dalam kondisi tertentu (misalnya, selama pembakaran) membentuk campuran yang dapat meledak dengan hidrokarbon terhalogenasi. Natrium azida NaN3 meledak pada suhu mendekati titik lelehnya. Dalam klorin dan fluor, natrium menyala pada suhu kamar, dan bereaksi dengan brom pada 200°C dengan ledakan. Karena peningkatan aktivitas kimianya, natrium disimpan di bawah lapisan minyak tanah atau minyak mineral. 

Polusi atmosfer dapat diakibatkan oleh hampir semua operasi yang dilakukan selama konstruksi, pemeliharaan atau perbaikan kapal dan perahu. Polutan udara yang dikendalikan di banyak negara meliputi sulfur oksida, nitrogen oksida, karbon monoksida, partikel (asap, jelaga, debu, dll.), timbal, dan senyawa organik yang mudah menguap. Dalam kegiatan pembuatan kapal dan perbaikan kapal, bahan pencemar meliputi sumber pembakaran seperti boiler dan pabrik pengolahan logam, generator dan tungku. Mikropartikel dapat terlihat sebagai asap dari proses pembakaran dan juga sebagai debu dari pekerjaan pengerjaan kayu, peledakan pasir, pengamplasan, penggilingan dan pemolesan. 

Menarik untuk dicatat bahwa pada kisaran tekanan 250-500 atm, tembaga(II) bikromat dihidrat lebih efektif dibandingkan beberapa senyawa organik yang dibahas di atas, yang mungkin disebabkan oleh kelarutan garam anorganik yang lebih baik dalam air, yang memiliki kelarutan yang lebih baik dalam air. pengaruh yang signifikan terhadap proses pembakaran pada kisaran tekanan ini. Bagian organik molekul juga mempunyai pengaruh yang sangat signifikan terhadap aktivitas katalitik senyawa yang mengandung tembaga. Jadi, dari tabel. 20 dan gambar. 88 dapat dilihat bahwa, tergantung pada bagian organik molekulnya, koefisien K dapat bervariasi dari 1,2 hingga 3,0 pada 50 atm dan dari 10 hingga 21 pada 300 atm, namun seiring dengan meningkatnya tekanan, perbedaan ini menjadi lebih kecil. Selain itu, perbedaan efisiensi katalitik, misalnya, senyawa organik yang mengandung tembaga tidak berhubungan dengan jumlah absolut logam dalam molekul senyawa. Jadi, 5% berat tembaga salisilat mengandung 0,96 g logam, dan tembaga oksinat mengandung 0,83 g, namun senyawa terakhir jauh lebih efektif sebagai katalis. Gambaran serupa diamati untuk garam yang mengandung natrium, misalnya pada 50 pada K - 1,3 untuk natrium benzoat, K = 1,8 untuk natrium salisilat dan K = 0,7 untuk fuchsin. 

Adapun penurunan paradoks dalam laju pembakaran amonium perklorat dengan adanya senyawa organik tertentu (lihat Tabel 20), terutama di daerah bertekanan rendah, mungkin disebabkan oleh fakta bahwa, karena ion logam tertentu (untuk misalnya, bismut, merkuri, magnesium15 atau kadmium) tidak mempunyai efek katalitik pada proses; pengaruh yang dominan adalah bagian organik dari molekul dan, khususnya, sifat pereduksinya. Selain itu, partisipasi ion logam dalam reaksi pertukaran seperti yang dijelaskan sebelumnya dan perlambatan pembakaran karena pengikatan asam perklorat, produk penguraiannya merupakan zat pengoksidasi untuk unsur perklorat yang mudah terbakar, tidak dapat dikesampingkan. keluar. 

Berdasarkan hasil tabel tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa semua senyawa organik yang kita pelajari menghambat pembakaran metana, tetapi tidak pada tingkat yang sama. Tergantung pada sifat kimianya, beberapa aditif memiliki efektivitas yang sama dengan natrium klorida (misalnya, polivinil klorida), yang lain kurang efektif (o-fenilendiamin, litium benzoat, silikon oksida), dan lainnya lebih efektif (natrium benzoat dan salisilat). indol, kalium salisilat, natrium diftilmetana disulfonat). 

Meskipun banyak senyawa organik yang kami pelajari menghambat perambatan api dalam campuran stoikiometri metana-udara lebih efektif daripada natrium klorida, perlu diingat bahwa senyawa organik dapat mengambil bagian dalam proses pembakaran, sehingga memperkaya kembali campuran tersebut. Untuk menguji asumsi ini, percobaan dilakukan ketika aditif yang diteliti dimasukkan ke dalam campuran metana-udara pada batas pembakaran ramping (5% CH). Hasil percobaan disajikan dalam tabel. 58. Terlihat dari tabel, senyawa organik padat yang mengandung logam alkali atau klor dalam molekulnya, serta senyawa yang mengandung gugus amino, memang merupakan inhibitor. 

Untuk setiap bahan peledak dalam rentang tekanan tertentu terdapat katalis pembakaran yang paling efektif - vanadium pentoksida, timbal kromat dan tembaga klorida untuk nitroguanidin, tembaga(II) bikromat dihidrat dan tembaga oksinat untuk amonium perklorat, garam kromium heksavalen dan klorida, serta senyawa organik logam alkali untuk amonium liter. 

Penelitian tersebut menemukan bahwa oksida timbal bereaksi dengan turunan hidroksil hidrokarbon, yang pembakarannya didorong, dan tidak bereaksi dengan eter dan hidrokarbon, yang pembakarannya dihambat. (Ingatlah bahwa efek pendorong hidroksil pada efek katalitik kalium bikromat telah kami amati selama pembakaran asam pikrat, yang mungkin disebabkan oleh efek pendorongnya pada oksidasi fase gas CO.) Pada saat yang sama, senyawa organik timbal tetraetil dan besi pentakarbonil sangat menghambat nyala api heksana di udara, kecuali Selain itu, keduanya merupakan bahan anti ketukan terbaik. 

Saat membakar bahan peledak, senyawa timbal dan besi merupakan katalis yang efektif. Misalnya, timbal kromat dan klorida mengkatalisis pembakaran nitroguanidin dan amonium nitrat, dan senyawa besi organik merupakan katalis yang efektif untuk pembakaran bubuk smey berbahan dasar amonium perklorat. Pada saat yang sama, selama dekomposisi termal etil nitrat, timbal oksida merupakan penghambat, dan permukaan tembaga mempercepat dekomposisi. 

Dengan pembakaran sempurna senyawa organik terbentuk CO2, BOg, H20, N2, dan dengan pembakaran senyawa anorganik terbentuk oksida. Tergantung pada titik lelehnya, produk reaksi dapat berbentuk lelehan (Al2O3, TiO2) atau terangkat ke udara dalam bentuk asap (P2O5, Na2O, AO). Padatan cair menciptakan luminositas nyala api. Saat membakar hidrokarbon, luminositas nyala api yang kuat disebabkan oleh pancaran partikel karbon hitam, yang terbentuk dalam jumlah besar. Penurunan kandungan karbon hitam akibat oksidasinya mengurangi luminositas nyala api, dan penurunan suhu mempersulit oksidasi karbon hitam dan menyebabkan terbentuknya jelaga dalam nyala api. 

Mengingat senyawa organik apa pun sebagai hidrokarbon di mana sejumlah atom hidrogen digantikan oleh atom dan kelompok atom lain dan menganggap panas pembakaran sebagai fungsi dari jumlah elektron yang berpindah dari atom karbon dan hidrogen ke atom oksigen selama pembakaran. , Karrasch menjadi ketergantungan pada senyawa organik cair 

Hidrogen klorida sebagai penghambat pembakaran. Oksklorinasi hidrokarbon. Dalam industri sintesis organoklorin, sistem yang mengandung bahan bakar, oksigen, dan hidrogen klorida banyak digunakan. Campuran seperti ini sangat umum dalam proses klorinasi oksidatif (oksiklorinasi). Tugas utama dari proses ini adalah pemanfaatan hidrogen klorida, yang terbentuk sebagai produk sampingan di banyak industri, terutama dalam proses klorinasi langsung senyawa organik, serta dehidroklorinasi polikloroalkana. Untuk klorinasi langsung senyawa organik jenuh, reaksi kasar utama dapat ditulis sebagai 

Pembakaran– proses kimia penggabungan bahan bakar dengan oksidator, disertai dengan pelepasan panas yang intens dan peningkatan tajam suhu produk pembakaran.

Pembakaran disertai dengan pembentukan campuran, difusi, penyalaan, pertukaran panas dan proses lain yang terjadi dalam kondisi interkoneksi yang erat.

Ada pembakaran homogen dan heterogen. Dengan pembakaran homogen, perpindahan panas dan massa terjadi antara zat-zat yang berada dalam keadaan agregasi yang sama (biasanya berbentuk gas).

Pembakaran heterogen merupakan ciri bahan bakar cair dan padat.

Laju reaksi kimia bergantung pada konsentrasi reaktan, suhu dan tekanan serta ditentukan oleh hasil kali konsentrasi reaktan.

Di mana k 0 adalah konstanta empiris.

Energi aktivasi E- ini adalah energi terendah (untuk campuran gas 85–170 MJ/kmol) yang harus dimiliki molekul pada saat tumbukan agar mampu melakukan interaksi kimia. Perbedaan antara energi aktivasi reaksi maju dan reaksi balik merupakan efek termal dari reaksi kimia.

Reaksi tersebut ditandai dengan eksotermisitas yang kuat, menyebabkan peningkatan suhu. Pengaruh suhu terhadap laju reaksi jauh lebih kuat dibandingkan pengaruh konsentrasi reaktan. Oleh karena itu, meskipun konsentrasi reaktan selama pembakaran menurun, laju reaksi pembakaran meningkat dan mencapai maksimum setelah 80–90% zat yang mudah terbakar habis terbakar. Reaksi pembakaran bahan bakar gas terjadi hampir seketika, yang dijelaskan tidak hanya oleh pengaruh suhu yang kuat, tetapi juga oleh sifat rantai terjadinya.

Laju reaksi juga bergantung pada tekanan
(N– orde reaksi).

Proses pembakaran bahan bakar mempunyai dua wilayah: kinetik, dimana laju pembakaran bahan bakar ditentukan oleh laju reaksi kimia, dan difusi, dimana laju pembakaran dikendalikan oleh laju pembentukan campuran. Contoh daerah pembakaran kinetik adalah pembakaran campuran gas-udara yang homogen. Bahan bakar gas, dimasukkan ke dalam ruang reaksi secara terpisah dari zat pengoksidasi, terbakar melalui difusi.

Kisaran kinetik efek kimia pada laju pembakaran paling kuat dirasakan pada konsentrasi, suhu dan tekanan rendah dalam campuran. Dalam kondisi ini, reaksi kimia dapat melambat sehingga mulai menghambat pembakaran. Area pengaruh difusi terhadap laju pembakaran bahan bakar memanifestasikan dirinya pada konsentrasi dan suhu tinggi. Reaksi kimia berlangsung sangat cepat, dan keterlambatan pembakaran mungkin disebabkan oleh laju pembentukan campuran yang tidak mencukupi.

Proses pembentukan campuran praktis tidak bergantung pada suhu.

Pembakaran kinetik dari campuran jadi yang mudah terbakar di bawah gerakan turbulen sangat tidak stabil. Oleh karena itu, dalam perangkat pembakaran industri berkinerja tinggi dalam kondisi aliran gas-udara yang bergejolak, pembakaran sebagian besar bersifat difusi.

Proses pembakaran campuran yang mudah terbakar dapat dimulai dengan penyalaan sendiri atau penyalaan paksa (percikan listrik, obor, dll). Suhu penyalaan sendiri ditentukan oleh rasio jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran dan dilepaskan ke lingkungan luar. Jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran bergantung pada suhu dan berubah secara eksponensial 1 (Gbr. 1.1)

dimana α adalah koefisien perpindahan panas; A- luas permukaan; T c adalah suhu dinding yang didinginkan.

Dengan sedikit penghilangan panas (langsung 2""" ) jumlah panas yang dilepaskan Q di > Q dari, oleh karena itu reaksi disertai dengan peningkatan suhu sistem, yang menyebabkan penyalaan sendiri.

Dengan pembuangan panas yang lebih besar (langsung 2"" ) di titik B Q di = Q dari. Suhu T pada titik ini disebut suhu penyalaan campuran yang mudah terbakar. Itu tergantung pada kondisi pembuangan panas dan bukan merupakan konstanta fisikokimia yang menjadi ciri campuran mudah terbakar tertentu. Dengan meningkatnya pembuangan panas (langsung 2" ) penyalaan sendiri tidak mungkin dilakukan. Titik A berhubungan dengan oksidasi stabil di daerah bersuhu rendah, dan titik B berhubungan dengan kesetimbangan tidak stabil di daerah bersuhu tinggi.

Temperatur penyalaan dapat diketahui dari kondisi

Q di = Q dari dan dq V / dT=dq dari / dT,

ditentukan oleh titik B (lihat Gambar 1.1).

Dengan mempertimbangkan persamaan (1.8) dan (1.9) yang kita miliki
. Memecahkan persamaan ini, kita mendapatkan

.

Titik nyala T untuk beberapa gas diberikan dalam tabel. 1.4.

Konsentrasi minimum dan maksimum komponen yang mudah terbakar, di bawah dan di atasnya tidak terjadi penyalaan paksa campuran, disebut batas penyalaan konsentrasi (Tabel 1.4); mereka bergantung pada jumlah dan komposisi komponen bahan bakar gas yang tidak mudah terbakar, yang meningkatkan batas penyalaan bawah dan atas.

1.6. PRODUK PEMBAKARAN

Produk pembakaran adalah zat gas, cair atau padat yang terbentuk selama proses pembakaran. Komposisi hasil pembakaran tergantung pada komposisi zat yang terbakar dan kondisi pembakarannya. Bahan mudah terbakar organik dan anorganik terutama terdiri dari karbon, oksigen, hidrogen, belerang, fosfor dan nitrogen. Dari jumlah tersebut, karbon, hidrogen, belerang dan fosfor mampu teroksidasi pada suhu pembakaran dan membentuk produk pembakaran: CO, BERSAMA 2 , JADI 2 , P 2 O 5 .

Dengan pembakaran bahan organik yang tidak sempurna dalam kondisi suhu rendah dan kekurangan udara, produk yang lebih beragam terbentuk - karbon monoksida, alkohol, keton, aldehida, asam, dan senyawa kimia kompleks lainnya. Mereka diperoleh dengan oksidasi parsial bahan bakar itu sendiri dan produk distilasi keringnya (pirolisis). Produk-produk ini menghasilkan asap yang tajam dan beracun. Selain itu, hasil pembakaran tidak sempurna itu sendiri mampu membakar dan membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara. Ledakan semacam itu terjadi ketika memadamkan api di ruang bawah tanah, pengering, dan di ruang tertutup dengan sejumlah besar bahan yang mudah terbakar. Mari kita perhatikan secara singkat sifat-sifat produk pembakaran utama.

Karbon dioksida

Karbon dioksida atau karbon dioksida (CO 2) adalah produk pembakaran sempurna karbon. Itu tidak berbau dan tidak berwarna. Kepadatannya terhadap udara = 1,52. Kepadatan karbon dioksida pada suhu T = 0 0 C dan pada tekanan normal R= 760 milimeter air raksa (mm HG Kepadatan karbon dioksida pada suhu) sama dengan 1,96 kg/m 3 (kerapatan udara pada kondisi yang sama adalah ρ = 1,29 kg/m 3). Karbon dioksida sangat larut dalam air (pada

= 15 0 C satu liter gas larut dalam satu liter air). Karbon dioksida tidak mendukung pembakaran zat, kecuali logam alkali dan alkali tanah. Pembakaran magnesium, misalnya, terjadi di atmosfer karbon dioksida menurut persamaan: .

CO 2 +2 Mg = C + 2 MgO Kepadatan karbon dioksida pada suhu Toksisitas karbon dioksida dapat diabaikan. Konsentrasi karbon dioksida di udara sebesar 1,5% tidak berbahaya bagi manusia untuk waktu yang lama. Ketika konsentrasi karbon dioksida di udara melebihi 3-4,5%, tinggal di dalam rumah dan menghirup gas selama setengah jam dapat mengancam jiwa. Pada suhu tertentu = 0 0 C dan pada tekanan normal= 0 0 C dan tekanan Kepadatan karbon dioksida pada suhu= 3,6 MPa karbon dioksida menjadi cair. Titik didih karbon dioksida cair adalah

= –78 0 C. Dengan penguapan cepat karbon dioksida cair, gas mendingin dan berubah menjadi padat. Baik dalam bentuk cair maupun padat, tetesan dan bubuk karbon dioksida digunakan untuk memadamkan api.

Karbon monoksida Kepadatan karbon dioksida pada suhu Karbon monoksida atau karbon monoksida (CO) merupakan hasil pembakaran karbon yang tidak sempurna. Gas ini tidak berbau dan tidak berwarna, sehingga sangat berbahaya. Kepadatan relatif = 0,97. Kepadatan karbon monoksida di = 0 0 C dan pada tekanan normal= 0 0 C dan= 760 milimeter air raksa (mm adalah 1,25kg/m3. Gas ini lebih ringan dari udara dan terakumulasi di bagian atas ruangan selama kebakaran. Karbon monoksida hampir tidak larut dalam air. Mampu membakar dan membentuk campuran yang mudah meledak dengan udara. Karbon monoksida menghasilkan nyala api biru ketika dibakar. Karbon monoksida sangat beracun. Menghirup udara dengan konsentrasi karbon monoksida 0,4% berakibat fatal bagi manusia.

Masker gas standar tidak melindungi dari karbon monoksida, jadi jika terjadi kebakaran, filter khusus atau alat isolasi oksigen digunakan.

Sulfur dioksida Belerang dioksida (SO2 Kepadatan karbon dioksida pada suhu Karbon monoksida atau karbon monoksida (CO) merupakan hasil pembakaran karbon yang tidak sempurna. Gas ini tidak berbau dan tidak berwarna, sehingga sangat berbahaya. Kepadatan relatif = 0,97. Kepadatan karbon monoksida di = 0 0 C dan pada tekanan normal= 0 0 C dan= 760 milimeter air raksa (mm ) merupakan hasil pembakaran senyawa belerang dan belerang. Gas tidak berwarna dengan bau khas yang menyengat. Massa jenis relatif sulfur dioksida = 2,25. Kepadatan gas ini di Kepadatan karbon dioksida pada suhu adalah 2,9 kg/m3, artinya jauh lebih berat daripada udara. Sulfur dioksida sangat larut dalam air, misalnya pada suhu tertentu = 0 0 C delapan puluh liter larut dalam satu liter air Kepadatan karbon dioksida pada suhu JADI 2

, dan kapan

= 20 0 C – empat puluh liter. Sulfur dioksida tidak mendukung pembakaran. Ini mengiritasi selaput lendir saluran pernapasan dan karenanya sangat beracun. Merokok Ketika banyak zat terbakar, selain produk pembakaran yang dibahas di atas, asap juga dilepaskan - sistem terdispersi yang terdiri dari partikel padat kecil yang tersuspensi dalam gas. Diameter partikel asap adalah 10 -4 –10 -6 cm (dari 1 hingga 0,01 mikron). Perhatikan bahwa 1 µm (mikron) sama dengan 10 -6 m atau 10 -4 cm Partikel padat yang lebih besar yang terbentuk selama pembakaran dengan cepat mengendap dalam bentuk jelaga dan jelaga. Ketika bahan organik terbakar, asapnya mengandung partikel jelaga padat yang tersuspensi di dalamnya