Lobbanáspont

Lobbanáspont - az illékony kondenzált anyag legalacsonyabb hőmérséklete , amelyen az anyag felülete feletti gőzök gyújtóforrás hatására képesek a levegőben felvillanni, azonban a gyújtóforrás eltávolítása után nem következik be stabil égés . Flash - illékony anyag gőzeinek levegővel való keverékének gyors égése, rövid távú látható izzással kísérve. A lobbanáspontot meg kell különböztetni mind a gyulladási hőmérséklettől , amelyen az éghető anyag a gyújtóforrás megszűnése után képes önmagában égni, valamint az öngyulladási hőmérséklettől , amelynél nincs szükség külső gyújtóforrásra az égés megindításához. vagy robbanás.

A lobbanáspont szerint a gyúlékony folyadékokat megkülönböztetik a gyúlékony folyadékok csoportjától . A gyúlékony folyadékokat gyúlékony folyadékoknak nevezzük, amelyek lobbanáspontja zárt tégelyben nem haladja meg a 61 ° C-ot (c. t.) vagy 66 ° C-ot nyitott tégelyben (o. t.). Különösen veszélyesnek nevezzük azokat a folyadékokat, amelyek lobbanáspontja nem haladja meg a 28 °C-ot .

A lobbanáspont meghatározására számítási vagy kísérleti módszereket alkalmaznak. Általános szabály, hogy a mérési módszer megjelölésének hiányában a Pensky-Martens módszert alkalmazzák.

Mechanizmus

Minden éghető folyadékhoz meg lehet határozni a telített gőznyomást . A hőmérséklettel növekszik, így a folyadék feletti egységnyi levegő térfogatára jutó éghető anyag mennyisége is nő a hőmérséklettel. A lobbanáspont elérésekor a levegőben lévő éghető anyag mennyisége elegendő lesz az égés fenntartásához. A gőz és a folyadék közötti egyensúly eléréséhez azonban időre van szükség, amelyet a gőzképződés sebessége határoz meg. A lobbanásponton a gőzképződés sebessége kisebb, mint az égésük sebessége, ezért stabil égés csak a gyulladási hőmérséklet elérésekor lehetséges .

Méret

A gázok és gőzök lobbanáspontjának közvetlen mérésének nehézségei miatt ez a reakcióedény falának azon minimális hőmérséklete, amelynél a fellobbanás megfigyelhető. Ez a hőmérséklet függ a hő- és tömegátadás körülményeitől mind a reakcióedényben, mind magától az edénytől a környezettel, a keverék térfogatától, valamint az edény falának katalitikus aktivitásától és számos egyéb paramétertől.

Az indikátor az éghető anyagok megengedett fűtési hőmérsékletének meghatározására szolgál különféle tárolási és szállítási körülmények között. A lobbanáspont mérésének legismertebb módszere a zárt csészében történő meghatározás a Pensky-Martens ASTM D93, GOST 6356 módszer szerint.20-50 Celsius fok alatti hőmérséklet esetén más módszereket alkalmaznak.

Vannak módszerek a folyadékok lobbanáspontjának kísérleti meghatározására is nyitott tégelyben.

Számítás

Az egyes anyagok lobbanáspontja zárt csészében

Asztal 1

Strukturális csoport	${{a}_{{j}}}$ , °C	Strukturális csoport	${{a}_{{j}}}$ , °C
C-C	-2.03	C=O	11.66
C−…C	-0,28	C ≡ N	12.13
C−H	1.105	N-H	5.83
C-O	2.47	O−H	23.90
C=C	1.72	C-F	3.33
C-N	14.15	C-S	2.09
C − Cl	15.11	C=S	-11.91
C − Br	19.40	H−S	5.64
Si−H	11.00	P-O	3.27
Sic	-4.84	P=O	9.64
Si-Cl	10.07

2. táblázat

Csatlakozási osztály	${{C}_{{0}}}$	${{C}_{{1}}}$	${{C}_{{2}}}$
Az alábbiakat tartalmazó vegyületek: C, H, O, N atomok; atomok C, H, O, N, Cl	-45,5 -39,6	0,83 0,86	-0,0082 -0,0114
F, Br atomokat tartalmazó vegyületek	-57.4	0,79	-0,0147
S, Si, P, Cl atomokat tartalmazó szerves elemvegyületek	-45,5	0,83	-0,0082

3. táblázat

Anyag osztály	a	b
Alkánok	-73,22	0,693
Alkoholok	-41,69	0,652
Alkilanilinek	-21.94	0,533
karbonsavak	-43,57	0,708
Alkil-fenolok	-38.42	0,623
aromás szénhidrogének	-67,83	0,665
Aldehidek	-74,76	0,813
Bromalkánok	-49,56	0,665
Ketonok	-52,69	0,643
Klór-alkánok	-55,70	0,631

4. táblázat

Strukturális csoport	${{a}_{{j}}}$ , °C	Strukturális csoport	${{a}_{{j}}}$ , °C
C-C	3.63	Si−H	-4.58
C−…C	6.482	-SiCl 3	50.49
C=C	-4.18	O−H	44.29
C−H	0,35	S−H	10.75
C-O	4.62	P-O	22.23
C=O	25.36	P=O	-9.86
C-N	-7.03	N-H	18.15
C-S	14.86

Azon anyagok lobbanáspontját, amelyek molekulái tartalmazzák az 1. táblázatban szereplő szerkezeti csoportokat, a következő képlettel számítjuk ki: °C: ${{tévé}}}$

{{t}_{{v}}}=-73,14+0,659\cdot {{t}_{{k}}}+\sum \limits _{{j=2}}^{{q}} {{ {a}_{{j}}}}{{l}_{{j}}}},

[egy]

ahol a folyadék forráspontja 101 kPa, °C-on; ${{t}_{{k}}}$

{{l}_{{j}}}

a j-edik típusú szerkezeti csoportok száma a molekulában;

{{a}_{{j}}}

- tapasztalati együtthatók, amelyek értékeit az 1. táblázat tartalmazza.

Azon szerves vegyületek esetében, amelyek molekulái C , H , O és N atomokból állnak , valamint szerves halogén- és szerves elemvegyületek esetében, amelyek S , Si , P és Cl atomokat tartalmaznak , a lobbanáspont a következő képlettel számítható ki:

{{t}_{{v}}}={{C}_{{0}}}+{{C}_{{1}}}\cdot {{t}_{{k}}}+{ {C}_{{2}}}\cdot \Delta {{H}_{{s}}},

[egy]

ahol , és állandók, amelyek értékeit a 2. táblázat tartalmazza; az anyag szabványos égéshője , kJ/mol. ${{C}_{{0}}}$ ${{C}_{{1}}}$ ${{C}_{{2}}}$ ${{H}_{{s}}}$

Ha ismert a telített gőz nyomásának hőmérséklettől való függése, akkor a lobbanáspont, °C, a következő képlettel számítható ki:

{{t}_{{v}}}={\frac {280}{{{P}_{{v}}}\cdot {{D}_{{0}}}\cdot \beta }}- 273,

[egy]

ahol az éghető folyadék parciális gőznyomása a lobbanásponton, kPa; — gőz diffúziós tényezője a levegőben, cm²/s; az oxigén sztöchiometrikus együtthatója az égési reakcióban. ${{P}_{{v}}}$ ${{D}_{{0}}}$ $\beta$

A legpontosabb értéket a lobbanáspontnak a forrásponttól való lineáris függéséből számítják ki , amelyet a kémiai vegyületek egyes osztályaiban hajtanak végre: ${{tévé}}}$

${{t}_{{v}}}=a+b{{t}_{{k}}}$ [2]

A szerves anyagok különböző osztályaira vonatkozó a és b együtthatók értékeit a 3. táblázat tartalmazza.

Gyúlékony folyadékok keverékeinek lobbanáspontja zárt csészében

Az éghető folyadékok keverékeinek lobbanáspontját , °C, a következő képlettel számítjuk ki: ${{t}_{{vs}}}$

$\sum \limits _{{i=1}}^{{k}}{{{x}_{{i}}}}\cdot \exp \left[{\frac {\Delta {{H}_{ {ii}}}}{R\left({{t}_{{vi}}}+273\right)}}-{\frac {\Delta {{H}_{{ii}}}}{R \left({{t}_{{vs}}}+273\right)}}\right]=1,$ [egy]

ahol az i-edik komponens mólhányada a folyékony fázisban ; az i-edik komponens párolgási hője , kJ/mol; az i-edik komponens lobbanáspontja, °C; R az univerzális gázállandó . ${{x}_{{i}}}$ $\Delta {{H}_{{ii}}}$ ${{t}_{{vi}}}$

Az érték az interpolációs képlet segítségével számítható ki: $\Delta {{H}_{{ii}}}/R$

${\frac {\Delta {{H}_{{ii}}}}{R}}=-2918,6+19,6\left({{t}_{{ki}}}+273\right) ,$

hol van az i-edik komponens forráspontja. ${{t}_{{ki}}}$

Az azonos homológ sorozatba tartozó folyadékok bináris keverékeinek lobbanáspontját a következő képlettel számítjuk ki:

${{t}_{{vs}}}={{{t}'}_{{v}}}+\Delta \left[x+\left(m-1\right){{\left({{x }'}\right)}^{{m}}}\right],$ [3]

ahol a keverék alacsony forráspontú komponensének lobbanáspontja, °C; a lobbanáspont homológ különbsége a vizsgált sorozatban, °C; a magas forráspontú komponens tömeghányada a folyékony fázisban; a keverék komponenseinek szénatomszáma közötti különbség; az az együttható, amely figyelembe veszi a függőség nemlineáris jellegét : at ; at . ${{{tévé}}}$ $\Delta$ $x$ $m$ ${{x}'}$ ${{tévé}}}$ $x$ $x\geq 0,5$ ${x}'=2x-1$ $x<0,5$ ${x}'=0$

Az egyes anyagok lobbanáspontja nyitott tégelyben

A nyitott tégely lobbanáspontját a következő képlettel számítjuk ki, a 4. táblázat tapasztalati együtthatóinak felhasználásával:

${{t}_{{v}}}=-73+0,409\cdot {{t}_{{k}}}+\sum \limits _{{j=2}}^{{q}}{{ {a}_{{j}}}}{{l}_{{j}}}},$ [egy]

Ha ismert a vizsgált folyadék telített gőznyomásának hőmérséklettől való függése, akkor a nyitott tégely lobbanáspontját a következő képlettel számítjuk ki:

${{t}_{{v}}}={\frac {427}{{{P}_{{v}}}\cdot {{D}_{{0}}}\cdot \beta }}- 273,$ [négy]

Lásd még

Jegyzetek

↑ 1 2 3 4 5 A képletszámítás átlagos négyzethibája 10 °C.
↑ A képlet szerinti számítás standard hibája 4 °C.
↑ A képlettel történő számítás standard hibája 2 °C.
↑ A képletszámítás átlagos négyzethibája 13 °C.

Irodalom

GOST 12.1.044-89 (ISO 4589-84) „Az anyagok és anyagok tűz- és robbanásveszélye. A mutatók nómenklatúrája és a meghatározásukra szolgáló módszerek»
Korolchenko A. Ya., Korolchenko D. A. Anyagok és anyagok tűz- és robbanásveszélye, valamint oltási eszközök. Címtár: 2 óra múlva – 2. kiadás, átdolgozva. és további - M . : Szamár. "Pozhnauka", 2004. - I. rész. - 713 p. — ISBN 5-901283-02-3 , UDC (658.345.44+658.345.43)66.