दहन के दौरान रासायनिक प्रतिक्रियाओं का तंत्र। दहन प्रतिक्रिया: पाठ्यक्रम की विशेषताएं

विषय : प्रकार रासायनिक प्रतिक्रिएं. दहन प्रतिक्रियाएँ.

लक्ष्य: रसायन विज्ञान और जीवन सुरक्षा में स्कूली बच्चों की रुचि के विकास को बढ़ावा देना, अंतःविषय संबंधों को प्रकट करना, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकारों को दोहराना, संकलन करते समय स्कूली बच्चों के शैक्षिक कौशल में सुधार करना रासायनिक समीकरण, आग बुझाने वाले यंत्र के साथ काम करने में कौशल हासिल करें, आग से बचाव के उपायों से परिचित हों, तुलना और सामान्यीकरण करने के कौशल के विकास को बढ़ावा दें, अपने विचारों को जल्दी और स्पष्ट रूप से तैयार करें और व्यक्त करें, और अपने ज्ञान को व्यवहार में लागू करें।

उपकरण और अभिकर्मक : पाठ के लिए प्रस्तुति, चीनी मिट्टी के कप, शराब, कार्डबोर्ड, माचिस, एयर-फोम और कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक।

पाठ की प्रगति:

रसायन विज्ञान शिक्षक:दहन पहली रासायनिक प्रतिक्रिया है जिससे मनुष्य परिचित हुआ। आग...क्या आग के बिना हमारे अस्तित्व की कल्पना संभव है? वह हमारे जीवन में प्रवेश कर गया और उससे अविभाज्य हो गया। लेकिन इससे बहुत दूर हमेशा , लौ की नाचती जीभ में झाँककर, हम क्या सोचते हैं महान भूमिकामानव नियति में आग की भूमिका निभाई। आग के बिना, कोई व्यक्ति न तो भोजन पका सकता है और न ही स्टील, इसके बिना परिवहन असंभव है। आग के बिना, एक व्यक्ति शायद एक व्यक्ति नहीं बन पाता... "केवल घर्षण की मदद से आग बनाना सीखकर, लोगों ने पहली बार प्रकृति की कुछ अकार्बनिक शक्ति को अपनी सेवा करने के लिए मजबूर किया," एफ ने लिखा। एंगेल्स.

दहन प्रक्रिया का सार कब काप्रकृति का रहस्य बना हुआ है। केवल दो शताब्दियों पहले ही अंततः दहन के रहस्यों को भेदना संभव हो सका था। और सर्वशक्तिमान रसायन विज्ञान ने यह किया। इससे पहले, यह गलती से सोचा गया था कि प्रत्येक ज्वलनशील पदार्थ में एक विशेष "उग्र पदार्थ", एक निश्चित पौराणिक पदार्थ - फ्लॉजिस्टन होता है, जो दहन के दौरान पदार्थ से निकलता है और हवा द्वारा अवशोषित होता है। इस प्रकार, दहन को एक अपघटन प्रतिक्रिया माना गया।

वास्तव में, आग एक ऐसी प्रक्रिया का संकेत है जिसके दौरान जलते हुए पदार्थ ऑक्सीजन के साथ क्रिया करके मुक्त होते हैं बड़ी मात्रागर्मी और रोशनी. इस रासायनिक प्रक्रिया को दहन कहते हैं।

व्यायाम:ऑक्सीजन के साथ अंतःक्रिया समीकरण लिखें: लिथियम, सल्फर, कार्बन, फॉस्फोरस।

एक छात्र बोर्ड पर कार्य पूरा करता है। बाकी नोटबुक में हैं.

अध्यापक:

विद्यार्थी:ये यौगिक अभिक्रियाएँ हैं। थर्मल प्रभाव के संदर्भ में, वे ऊष्माक्षेपी होते हैं, गर्मी छोड़ते हैं। दहन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद ऑक्साइड हैं। ऑक्साइड द्विआधारी यौगिक होते हैं जिनमें -2 की ऑक्सीकरण अवस्था के साथ ऑक्सीजन होता है।

अध्यापक:दहन प्रतिक्रिया घटित होने के लिए किन शर्तों को पूरा करना होगा?

विद्यार्थी:किसी पदार्थ को प्रज्वलित करने के लिए, दो शर्तों को पूरा करना होगा: 1) पदार्थ के ज्वलन तापमान तक पहुंचना और 2) ऑक्सीजन तक पहुंच।

अध्यापकप्रयोग आयोजित करता है:

अनुभव 1. जलती हुई शराब.एक चीनी मिट्टी के कप में थोड़ी सी अल्कोहल डालें, उसमें आग लगा दें और फिर कप को कार्डबोर्ड की शीट से कसकर ढक दें।

अध्यापक:: लौ क्यों बुझ जाती है लेकिन कागज नहीं जलता?

विद्यार्थी:लौ बुझ जाती है क्योंकि ऑक्सीजन उपलब्ध नहीं है, कागज नहीं जलता क्योंकि... इग्निशन तापमान तक नहीं पहुंचा गया है.

अध्यापक:दहन प्रक्रिया को रोकने की शर्तें क्या हैं?

ये किस प्रकार की प्रतिक्रियाएँ हैं? थर्मल प्रभाव पर आधारित ये प्रतिक्रियाएँ क्या हैं? इन प्रतिक्रियाओं के उत्पाद किस वर्ग के पदार्थों से संबंधित हैं? कौन से पदार्थ ऑक्साइड कहलाते हैं?

विद्यार्थी: दहन प्रक्रिया को रोकने के लिए, आपको या तो पदार्थ को उसके ज्वलन तापमान से नीचे ठंडा करना होगा या उस तक ऑक्सीजन की पहुंच को रोकना होगा।

व्यायाम:रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण पूरा करें: प्रेजेंटेशन स्लाइड नं.

+ O2 → CuO

एमजी +… → एमजीओ

… + O2 → CO2

CuS +… → SO2 +…

एक छात्र बोर्ड पर लिखता है, बाकी नोटबुक में लिखते हैं, फिर स्व-परीक्षण करते हैं।

जीवन सुरक्षा शिक्षक:किसी व्यक्ति को आग बुझाने के लिए पदार्थों की दहन स्थितियों का ज्ञान आवश्यक है। आग लगने का कारण कई कारक हैं, और सबसे बढ़कर, यह कई लोगों की रासायनिक निरक्षरता, शैक्षिक, घरेलू और औद्योगिक कार्यों के प्रदर्शन में अस्वीकार्य लापरवाही, पदार्थों और ऊर्जा स्रोतों को संभालने की शर्तों का उल्लंघन है। आग क्या है?

आगएक अनियंत्रित रासायनिक प्रक्रिया है जो उच्च तापमान पर तेजी से होती है, जिसके साथ बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है, भौतिक संपत्ति नष्ट हो जाती है और मानव जीवन के लिए खतरा पैदा हो जाता है। एक नियम के रूप में, आग के साथ काम करते समय सुरक्षा सावधानियों का पालन न करने और अग्नि सुरक्षा नियमों के उल्लंघन के कारण आग लग जाती है।

पानी से आग बुझाने पर दो स्थितियाँ निर्मित होती हैं: पानी गर्म वस्तुओं को ठंडा कर देता है, और इसके वाष्प उन तक ऑक्सीजन का पहुँचना कठिन बना देते हैं। इसके अलावा, हवा, रेत, कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) की पहुंच को रोकने के लिए, जो आग बुझाने वाले यंत्रों में प्राप्त होता है, और विस्फोटकों का अक्सर उपयोग किया जाता है (विस्फोट के दौरान, एक सापेक्ष वैक्यूम बनता है और दहन बंद हो जाता है)। इस तकनीक का उपयोग तेल और उसके उत्पादों के जलने की स्थिति में आग बुझाते समय किया जाता है।

आग बुझाई जा सकती है:

किसी जलती हुई वस्तु को ठंडा करना;

दहन स्रोत तक हवा की पहुंच की समाप्ति;

संभावित आग फैलने वाले रास्तों से ज्वलनशील पदार्थों और वस्तुओं को हटाना

विद्यार्थी:आग बुझाने के लिए पानी, फोम का प्रयोग करें, कार्बन डाईऑक्साइड, बर्फ, पृथ्वी, रेत और अन्य थोक गैर-दहनशील सामग्री। पानी एक प्रभावी आग बुझाने वाला एजेंट है जो सुलभ, सस्ता और हानिरहित है। इसका एक मजबूत शीतलन प्रभाव होता है, जो जलते हुए शरीर के तापमान को तेजी से कम करता है। हालाँकि, गैसोलीन, केरोसीन, बेंजीन, तेल जैसे ज्वलनशील कार्बनिक तरल पदार्थों को बुझाने में पानी अप्रभावी है, जो पानी से हल्के होते हैं और इसके साथ मिश्रित नहीं होते हैं। गैस की आग बुझाने के लिए पानी का प्रयोग न करें। ऊर्जावान विद्युत प्रतिष्ठानों की उपस्थिति में आग बुझाने के लिए पानी भी अनुपयुक्त है। इस मामले में आग बुझाने के लिए पानी का उपयोग करना जीवन के लिए खतरा है, क्योंकि पानी विद्युत प्रवाहकीय है। जलते हुए तरल पदार्थ को रेत से ढका जा सकता है। यह ऑक्सीजन की पहुंच को खत्म कर देता है और लौ को खत्म कर देता है। एक अधिक प्रभावी आग बुझाने वाला एजेंट बेकिंग सोडा (सोडियम कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट) है। पर विघटित हो जाता है ऊंचा तापमान, जबकि गर्मी अवशोषित होती है और कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है, जो जलती हुई वस्तु को ढक लेती है।

धूप सेंकने तरल ईंधन, चिकनाई वाले तेल, साथ ही पाइपलाइनों और सिलेंडरों से हवा में गैसों को अग्निरोधी कपड़े या भारी कंबल का एक आवरण फेंककर रोका जा सकता है।

व्यायाम:आग बुझाने वाले किन एजेंटों का उपयोग किया जाना चाहिए? निम्नलिखित मामले: क) एक व्यक्ति के कपड़ों में आग लग गई; बी) गैसोलीन प्रज्वलित; ग) लकड़ी के गोदाम में आग लग गई थी; घ) क्या पानी की सतह पर तेल में आग लग गई?

रसायन विज्ञान शिक्षक:रसायन विज्ञान प्रयोगशाला में होने वाली आग बुझाने की तकनीकों पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। ज्वलनशील अल्कोहल और एसीटोन को पानी से बुझाया जा सकता है, क्योंकि वे इसमें अच्छी तरह घुल जाते हैं।

उपयोग के बाद, अल्कोहल लैंप को लौ बुझने और उसके ठंडा होने के बाद ही हटाया जाता है।

यदि कपड़ों में आग लग जाती है, तो आपको इसे जितनी जल्दी हो सके हटा देना चाहिए, इसे कसकर लपेटना चाहिए, और आग को रेत या पानी से बुझा देना चाहिए। याद रखें कि अगर आपके कपड़ों में आग लग जाए तो आपको भागना नहीं चाहिए या अचानक हरकत नहीं करनी चाहिए। दौड़ने और अचानक चलने पर हवा की पहुंच बढ़ जाती है और इससे दहन प्रक्रिया तेज हो जाती है। यदि ज्वलनशील कपड़ों को हटाना असंभव है, तो व्यक्ति को एक केप में कसकर लपेटना, उस पर पानी डालना या आग बुझाने वाले यंत्र का उपयोग करना आवश्यक है।

अग्निशामक यंत्र वायु-फोम या कार्बन डाइऑक्साइड हो सकते हैं।

जीवन सुरक्षा शिक्षक:आइए सोडा अग्निशामक यंत्र के डिजाइन और संचालन सिद्धांत पर नजर डालें।

आग बुझाने के लिए उपयोग किया जाता है विशेष उपकरण- आग बुझाने का यंत्र। सोडा अग्निशामक यंत्र में सोडा घोल से भरा एक टैंक, एक कैप्सूल होता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड, और एक घंटी, जिसकी मदद से कार्बन डाइऑक्साइड की एक मजबूत धारा को आग के स्रोत की ओर निर्देशित किया जाता है। अग्निशामक यंत्र को सक्रिय करने के लिए, आपको कैप्सूल को तोड़ना होगा, टैंक की सामग्री को हल्के से हिलाना होगा और कार्बन डाइऑक्साइड की एक धारा को दहन क्षेत्र में निर्देशित करना होगा।

जीवन सुरक्षा शिक्षक: अग्निशामक यंत्र कैसे सक्रिय करें?

विद्यार्थी:शुरुआती हैंडल को ऊपर उठाना और इसे प्रारंभिक स्थिति से 180 0 मोड़कर आगे बढ़ाना आवश्यक है, और फिर आग बुझाने वाले यंत्र को चालू करें।

सक्रिय अग्निशामकों में एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप 6-8 मीटर लंबी फोम की एक धारा छेद से निकलती है। इस धारा को आग के स्रोत की ओर निर्देशित किया जाना चाहिए। अग्निशामक यंत्रों की क्रिया की अवधि लगभग 1 मिनट है। इस मामले में, लगभग 40 लीटर फोम निकलता है।

अग्निशामक यंत्रों का प्रदर्शन एवं उनके उपयोग में महारत हासिल करना

प्रतिबिंब:

प्रश्नों के उत्तर दें:

दहन के साथ कौन सी घटनाएँ जुड़ी होती हैं? (दहन भौतिक और दोनों के साथ होता है रासायनिक घटनाएँ: गर्मी की रिहाई और स्थानांतरण, रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया, दहन उत्पादों की रिहाई और पर्यावरण में उनका वितरण)।

दहन के दौरान पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति कैसे बदलती है? (दहन के दौरान ठोस पदार्थ तरल और गैसीय पदार्थ में बदल जाते हैं।)

धुआं किसे कहते हैं? (धुआं गैसीय और ठोस दहन उत्पादों का मिश्रण है)

धुएँ के कौन से घटक विषैले होते हैं, अर्थात् मानव शरीर के लिए हानिकारक गुण? (कार्बन मोनोआक्साइड (द्वितीय ), फॉस्फोरस ऑक्साइड (वी ), फॉर्मेल्डिहाइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, हाइड्रोजन क्लोराइड, फॉस्जीन, हाइड्रोसायनिक एसिड वाष्प)

उच्च धुआँ घनत्व मनुष्यों के लिए खतरनाक क्यों है? (धुएं में दहन उत्पादों की उच्च सांद्रता ऑक्सीजन के प्रतिशत को कम कर देती है। जब हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 14-16% होती है, तो ऑक्सीजन की कमी हो जाती है; 9% ऑक्सीजन की मात्रा जीवन के लिए खतरा है)।

पानी आग क्यों बुझाता है? ( उच्च ताप क्षमता वाला पानी, दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी को तीव्रता से अवशोषित कर सकता है। पानी की आग बुझाने की क्षमता इस तथ्य से और भी बढ़ जाती है कि, गर्म होने पर भाप में बदलकर, पानी उन पदार्थों को पतला कर देता है जो दहन के दौरान प्रतिक्रिया करते हैं)।

आप कौन से पदार्थों या सामग्रियों को जानते हैं जो दहन को रोकने के लिए परिस्थितियाँ बनाते हैं? (लवण, फोम, रेत, फ्लक्स, तालक, चाक, जल वाष्प, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, आदि के जलीय घोल)

गृहकार्य: लोहे के द्रव्यमान और ऑक्सीजन की मात्रा (संख्या) की गणना करें जिसे 0.3 मोल आयरन ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए लिया जाना चाहिए (तृतीय).

पाठ को सारांशित करते हुए, शिक्षक बच्चों को धन्यवाद देता है सक्रिय भागीदारी, छात्र ग्रेड पर असाइनमेंट और टिप्पणियाँ।

पृष्ठ 1

तैयार ईंधन-वायु मिश्रण में लौ के प्रारंभिक स्रोत के निर्माण के बाद रासायनिक दहन प्रतिक्रियाएं शुरू होती हैं। पिस्टन आंतरिक दहन इंजनों में, यह या तो एक विद्युत चिंगारी द्वारा या ईंधन असेंबली को ऐसे तापमान पर गर्म करके बनाया जाता है, जिस पर मिश्रण की मात्रा में कई प्रारंभिक लपटें अनायास दिखाई देती हैं और मिश्रण का स्व-प्रज्वलन होता है।  

ऑक्सीजन अणुओं के साथ दहनशील गैस अणुओं के टकराव की सभी स्थितियों में रासायनिक दहन प्रतिक्रिया नहीं होती है।  

यदि रासायनिक दहन प्रतिक्रियाएं ऑटोकैटलिटिक नहीं हैं, तो लौ प्रसार का कारण केवल बिना जलाए मिश्रण के दहन उत्पादों से गर्मी का स्थानांतरण हो सकता है। इस प्रकार के ज्वाला प्रसार को थर्मल कहा जाता है। यह, निश्चित रूप से, इस संभावना को बिल्कुल भी बाहर नहीं करता है कि प्रतिक्रियाशील पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों का प्रसार एक साथ होता है, ताकि प्रतिक्रिया क्षेत्र में प्रतिक्रियाशील मिश्रण की संरचना प्रारंभिक मिश्रण की संरचना से भिन्न हो। लेकिन इस मामले में, प्रसार लौ के फैलने का कारण नहीं है, बल्कि केवल एक सहवर्ती कारक है। विशेष रूप से, यह गैर-शाखा श्रृंखलाओं वाली श्रृंखला प्रतिक्रियाओं पर भी लागू होता है। मुक्त परमाणुओं और रेडिकल्स का प्रसार, जब तक कि वे थर्मोडायनामिक संतुलन या अर्ध-स्थिर सांद्रता में न हों, लौ के प्रसार का कारण नहीं हो सकता, जो थर्मल रहता है। ज्वाला प्रसार के उचित तापीय सिद्धांत में प्रसार की भूमिका को पूरी तरह से ध्यान में रखा जाता है, जैसा कि अगले भाग में दिखाया जाएगा।  

यदि रासायनिक दहन प्रतिक्रियाएं ऑटोकैटलिटिक नहीं हैं, तो लौ प्रसार का कारण केवल बिना जलाए मिश्रण के दहन उत्पादों से गर्मी का स्थानांतरण हो सकता है। इस प्रकार के ज्वाला प्रसार को थर्मल कहा जाता है। यह, निश्चित रूप से, इस संभावना को बिल्कुल भी बाहर नहीं करता है कि प्रतिक्रियाशील पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों का प्रसार एक साथ होता है, ताकि प्रतिक्रिया क्षेत्र में प्रतिक्रियाशील मिश्रण की संरचना प्रारंभिक मिश्रण की संरचना से भिन्न हो। लेकिन इस मामले में, प्रसार लौ के फैलने का कारण नहीं है, बल्कि केवल एक सहवर्ती कारक है। विशेष रूप से, यह गैर-शाखा श्रृंखलाओं वाली श्रृंखला प्रतिक्रियाओं पर भी लागू होता है। मुक्त परमाणुओं और रेडिकल्स का प्रसार, जब तक कि वे थर्मोडायनामिक संतुलन या अर्ध-स्थिर सांद्रता में न हों, लौ के प्रसार का कारण नहीं हो सकता, जो थर्मल रहता है। ज्वाला प्रसार के उचित तापीय सिद्धांत में प्रसार की भूमिका को पूरी तरह से ध्यान में रखा जाता है, जैसा कि अगले भाग में दिखाया जाएगा।  

बर्नर में हवा के साथ गैस दहन की रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर बहुत अधिक है। ये प्रतिक्रियाएं उच्च तापमानएक सेकंड के हजारवें हिस्से में घटित होता है। गैस-वायु मिश्रण प्रवाह के दहन की अवधि गैस और हवा के ताजा भागों की निरंतर आपूर्ति से निर्धारित होती है, जो गर्मी प्रवाह के प्रभाव में ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं की तीव्र घटना के परिणामस्वरूप जलती है।  

बर्नर में हवा के साथ गैस दहन की रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर बहुत अधिक है। उच्च तापमान पर ये प्रतिक्रियाएँ एक सेकंड के हज़ारवें हिस्से में होती हैं। गैस-वायु मिश्रण प्रवाह के दहन की अवधि गैस और हवा के ताजा भागों की निरंतर आपूर्ति से निर्धारित होती है, जो गर्मी प्रवाह के प्रभाव में ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं की तीव्र घटना के परिणामस्वरूप जलती है।  

ज्ञात होने पर रासायनिक दहन प्रतिक्रियाओं का मात्रात्मक अनुपात प्राप्त किया जा सकता है आणविक भारमैं सामान्य भौतिक परिस्थितियों में पदार्थ और घनत्व पी सी / 22 4 गैसें।  

रासायनिक दहन प्रतिक्रियाओं के निषेध के तंत्र का पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। हालाँकि, अध्ययन आयोजित किए गए हाल के वर्ष, आग की लपटों पर अवरोधकों के प्रभाव की प्रकृति के बारे में कुछ विचार बनाना संभव बनाएं।  

आइए मान लें कि रासायनिक दहन प्रतिक्रिया पूरी तरह से आगे बढ़ती है और प्रतिक्रिया उत्पाद जल वाष्प H20, कार्बन डाइऑक्साइड CO2, या, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, कार्बन मोनोऑक्साइड CO हैं। एक स्टोइकोमेट्रिक हाइड्रोजन-ऑक्सीजन (विस्फोटक) दहनशील मिश्रण के लिए, जल वाष्प के गठन की गर्मी 58 kcal/mol को ताप क्षमता 8 cal/mol-deg से विभाजित करने पर हमें 7250 डिग्री का दहन तापमान प्राप्त होता है। ऑक्सीजन में ठोस कार्बन के पूर्ण दहन (St 02C02 94 kcal/mol) के मामले में, हमें और भी अधिक दहन तापमान, 11,750 K प्राप्त होता है। अन्य हाइड्रोकार्बन ईंधन के लिए भी इसी क्रम का तापमान प्राप्त होता है। यहां दिए गए काल्पनिक रूप से उच्च दहन तापमान पदार्थ की प्लाज्मा अवस्था को संदर्भित करते हैं, वे वास्तविकता में नहीं होते हैं; ऑक्सीजन मिश्रण का दहन तापमान 3000 से 4000 K तक होता है।  

चूंकि मिश्रण के दहन की हीटिंग और रासायनिक प्रतिक्रिया बहुत तेज़ी से आगे बढ़ती है, दहन प्रक्रिया की अवधि को सीमित करने वाला मुख्य कारक गैस और हवा को मिलाने में लगने वाला समय है।  

ज्वलनशील गैसों के दहन को व्यवस्थित करने की योजनाएँ। दहन. ए - गतिज, बी - प्रसार, सी - मिश्रित।

चूंकि उच्च दहन तापमान पर रासायनिक दहन प्रतिक्रियाओं की दर मिश्रण गठन की दर से काफी अधिक है, व्यावहारिक रूप से गैस दहन की दर हमेशा हवा के साथ गैस के मिश्रण की दर के बराबर होती है। यह परिस्थिति व्यापक सीमा के भीतर गैस दहन दर को आसानी से नियंत्रित करना संभव बनाती है। ज्वलनशील गैसों के दहन की मिश्रित विधि गतिज और प्रसार के बीच मध्यवर्ती है।  

इसलिए, कुछ शर्तों के तहत जलती हुई मोमबत्तियों की रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए संतुलन समीकरण वास्तव में रासायनिक प्रतिक्रिया के विवरण में गर्मी की मात्रा को पेश करने का पहला प्रयास है।  

हवा में पदार्थों के दहन की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण बनाते समय, निम्नानुसार आगे बढ़ें: दहन में शामिल दहनशील पदार्थ और हवा को बाईं ओर लिखा जाता है, समान चिह्न के बाद परिणामी प्रतिक्रिया उत्पादों को लिखा जाता है। उदाहरण के लिए, हवा में मीथेन की दहन प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण बनाना आवश्यक है। सबसे पहले, प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं ओर लिखें: मीथेन प्लस का रासायनिक सूत्र रासायनिक सूत्रवे पदार्थ जो वायु बनाते हैं।  

रासायनिक परिवर्तन की क्रियाएं प्रतिक्रियाशील घटकों (अणुओं, परमाणुओं, रेडिकल्स) के सीधे संपर्क के माध्यम से होती हैं, लेकिन केवल उन मामलों में जहां उनकी ऊर्जा एक निश्चित ऊर्जा सीमा से अधिक होती है, जिसे सक्रियण ऊर्जा ई ए कहा जाता है। आइए हम दहन के दौरान प्रतिक्रियाशील घटकों (ईंधन और ऑक्सीडाइज़र) और प्रतिक्रिया उत्पादों की ऊर्जा में परिवर्तन को ग्राफिक रूप से चित्रित करें (चित्र 1.)

आइए हम दहन के दौरान प्रतिक्रियाशील घटकों (ईंधन और ऑक्सीडाइज़र) और प्रतिक्रिया उत्पादों की ऊर्जा में परिवर्तन को ग्राफिक रूप से चित्रित करें (चित्र 1.)

चित्र 1. दहन के दौरान अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों की ऊर्जा में परिवर्तन

x-अक्ष दहन प्रतिक्रिया पथ दिखाता है, और y-अक्ष ऊर्जा दिखाता है।
प्रतिक्रियाशील घटकों की औसत प्रारंभिक ऊर्जा है,
- दहन उत्पादों की औसत ऊर्जा।

केवल ईंधन और ऑक्सीडाइज़र के सक्रिय कण दहन प्रतिक्रिया में प्रवेश करेंगे, जिनके पास बातचीत में प्रवेश करने के लिए आवश्यक ऊर्जा होगी, अर्थात। ऊर्जा अवरोध पर काबू पाने में सक्षम
. औसत ऊर्जा की तुलना में सक्रिय कणों की अतिरिक्त ऊर्जा
, सक्रियण ऊर्जा कहलाती है . चूंकि दहन के दौरान होने वाली प्रतिक्रियाएं ऊष्माक्षेपी होती हैं
. परिणामी दहन उत्पादों और शुरुआती पदार्थों (ईंधन और ऑक्सीडाइज़र) के बीच ऊर्जा अंतर प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव को निर्धारित करता है:

डी दहनशील मिश्रण का तापमान बढ़ने के साथ सक्रिय अणुओं की हिस्सेदारी बढ़ जाती है।

चित्र 2 में. तापमान पर अणुओं के बीच ऊर्जा वितरण को दर्शाता है यदि ऊर्जा अक्ष के अनुदिश हम सक्रियण ऊर्जा के बराबर मान अंकित करते हैं , तो हम किसी दिए गए तापमान पर मिश्रण में सक्रिय अणुओं का अंश प्राप्त करते हैं . यदि, किसी ऊष्मा स्रोत के प्रभाव में, मिश्रण का तापमान एक मान तक बढ़ जाता है , तो सक्रिय अणुओं का अनुपात बढ़ जाएगा, और इसलिए दहन प्रतिक्रिया की दर।

हालाँकि, ऐसी रासायनिक प्रतिक्रियाएँ होती हैं जिन्हें विकसित होने के लिए महत्वपूर्ण प्रीहीटिंग की आवश्यकता नहीं होती है। ये श्रृंखलाबद्ध प्रतिक्रियाएँ हैं।

श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के सिद्धांत का आधार यह धारणा है कि प्रारंभिक पदार्थ तुरंत अंतिम उत्पाद में परिवर्तित नहीं होते हैं, बल्कि सक्रिय मध्यवर्ती उत्पादों के निर्माण के साथ परिवर्तित होते हैं।

प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रिया के उत्पाद में ऊर्जा की एक बड़ी आपूर्ति होती है, जो प्रतिक्रिया उत्पादों के अणुओं के टकराव के दौरान या विकिरण के कारण आसपास के स्थान में नष्ट हो सकती है, या प्रतिक्रियाशील घटकों के अणुओं में स्थानांतरित होकर उन्हें स्थानांतरित कर सकती है। सक्रिय अवस्था में. प्रतिक्रियाशील पदार्थों के ये सक्रिय अणु (परमाणु, रेडिकल) प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला उत्पन्न करते हैं जहां ऊर्जा एक अणु से दूसरे अणु में स्थानांतरित होती है। इसलिए, ऐसी प्रतिक्रियाओं को श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है।

श्रृंखला प्रतिक्रिया के प्रारंभिक चरणों में बनने वाले रासायनिक रूप से सक्रिय अणु, परमाणु, रेडिकल - श्रृंखला लिंक - सक्रिय केंद्र कहलाते हैं। अधिकांश सक्रिय केंद्र परमाणु और मूलक हैं, जो सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील हैं। लेकिन इसके परिणामस्वरूप वे अस्थिर भी होते हैं, क्योंकि कम-सक्रिय उत्पादों के निर्माण के साथ पुनर्संयोजन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर सकता है।

एक प्रारंभिक सक्रिय केंद्र द्वारा गठित श्रृंखला की लंबाई कई लाख इकाइयों तक पहुंच सकती है। श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के गतिज पैटर्न काफी हद तक इस बात पर निर्भर करते हैं कि श्रृंखला की एक कड़ी में कितने सक्रिय केंद्र बनते हैं। यदि मूल सक्रिय केंद्र की भागीदारी से केवल एक सक्रिय केंद्र बनता है, तो ऐसी श्रृंखला प्रतिक्रिया को अशाखित कहा जाता है, लेकिन यदि श्रृंखला की एक कड़ी में दो या दो से अधिक सक्रिय केंद्र बनते हैं, तो ऐसी श्रृंखला प्रतिक्रिया कहलाती है शाखित. शाखित श्रृंखला प्रतिक्रियाओं की दर हिमस्खलन की तरह बढ़ जाती है, जो दहन के दौरान रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के स्व-त्वरण का कारण है, क्योंकि उनमें से अधिकांश को शाखित श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के तंत्र की विशेषता होती है।

लगभग किसी भी दहन प्रतिक्रिया में एक साथ थर्मल और श्रृंखला प्रतिक्रिया तंत्र दोनों के संकेत हो सकते हैं। पहले सक्रिय केंद्रों का न्यूक्लियेशन प्रकृति में थर्मल हो सकता है, और एक श्रृंखला तंत्र द्वारा सक्रिय कणों की प्रतिक्रिया से गर्मी निकलती है, दहनशील मिश्रण गर्म होता है और नए सक्रिय केंद्रों का थर्मल न्यूक्लियेशन होता है।

किसी भी श्रृंखला प्रतिक्रिया में शुरुआत, निरंतरता और श्रृंखला समाप्ति के प्रारंभिक चरण शामिल होते हैं।

शृंखला आरंभएक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है. मुक्त कणों का निर्माण (अर्थात मुक्त संयोजकता वाले परमाणु या परमाणुओं के समूह, जैसे
) आरंभिक पदार्थों के अणुओं से, संभवतः मोनोमोलेक्युलर या द्वि-आणविक अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, साथ ही दहनशील मिश्रण पर किसी बाहरी प्रभाव के परिणामस्वरूप - दीक्षा.

विशेष पदार्थ मिलाकर भी दीक्षा दी जा सकती है - आरंभकर्ताओं, आसानी से मुक्त कण बनाते हैं (उदाहरण के लिए, पेरोक्साइड, प्रतिक्रियाशील गैसें)।
), आयनकारी विकिरण के प्रभाव में, प्रकाश के प्रभाव में - फोटोकैमिकल दीक्षा। उदाहरण के लिए, क्लोरीन के साथ हाइड्रोजन की परस्पर क्रिया

सामान्य परिस्थितियों में यह बेहद धीमी गति से आगे बढ़ता है, और तेज़ रोशनी में ( सूरज की रोशनी, मैग्नीशियम का जलना) विस्फोट के साथ आगे बढ़ता है।

प्रतिक्रियाओं के लिए श्रृंखला की निरंतरताये एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के प्रारंभिक चरण हैं जो मुक्त संयोजकता के संरक्षण के साथ आगे बढ़ते हैं और प्रारंभिक पदार्थों की खपत और प्रतिक्रिया उत्पादों के निर्माण की ओर ले जाते हैं।

श्रृंखला आरंभ:

श्रृंखला शाखा:

खुला सर्किट:

सजातीय

विजातीय

श्रृंखला के विकास के दौरान, जब सक्रिय केंद्रों की सांद्रता काफी बड़ी हो जाती है, तो एक लिंक बनाना संभव होता है जिसमें सक्रिय केंद्र एक नया सक्रिय केंद्र उत्पन्न किए बिना प्रतिक्रिया करेगा। इस घटना को ओपन सर्किट कहा जाता है।

खुला सर्किटसजातीय और विषमांगी हो सकता है।

सजातीय श्रृंखला समाप्ति या तो स्थिर उत्पादों को बनाने के लिए एक दूसरे के साथ कट्टरपंथियों या परमाणुओं की बातचीत के दौरान संभव है, या नए सक्रिय केंद्रों की पीढ़ी के बिना मुख्य प्रक्रिया के लिए एक विदेशी अणु के साथ सक्रिय केंद्र की प्रतिक्रिया के दौरान संभव है।

विषम श्रृंखला समाप्ति बर्तन की दीवारों पर होती है जहां दहन प्रतिक्रिया होती है या गैस चरण में मौजूद ठोस सूक्ष्म कणों की सतह पर होती है, कभी-कभी विशेष रूप से पेश की जाती है (उदाहरण के लिए, पाउडर के साथ बुझाने में)। विषम श्रृंखला समाप्ति का तंत्र ठोस कणों या सामग्रियों की सतह पर सक्रिय केंद्रों के सोखने से जुड़ा है। विषम श्रृंखला समाप्ति की दर दृढ़ता से दीवारों के सतह क्षेत्र और उस बर्तन की मात्रा के अनुपात पर निर्भर करती है जहां दहन होता है। इस प्रकार, बर्तन के व्यास को कम करने से दहन प्रतिक्रिया की दर इसके पूर्ण समाप्ति तक काफी कम हो जाती है। अग्नि निरोधकों का निर्माण इसी पर आधारित है।

शाखित श्रृंखला अभिक्रिया का एक उदाहरण ऑक्सीजन में हाइड्रोजन का दहन है।

श्रृंखला आरंभ:

श्रृंखला शाखा:

खुला सर्किट:

सजातीय

प्रकाशन दिनांक 02/10/2013 20:58

दहन एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है जो उच्च गति पर होती है, जिसके साथ बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है और, एक नियम के रूप में, एक चमकदार चमक होती है, जिसे हम लौ कहते हैं। दहन प्रक्रिया का अध्ययन करें भौतिक रसायन, जिसमें सभी एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रियाएं जिनमें स्व-त्वरक प्रतिक्रिया होती है, उन्हें दहन माना जाता है। ऐसा स्व-त्वरण तापमान में वृद्धि (यानी, एक थर्मल तंत्र) या सक्रिय कणों के संचय (प्रसार प्रकृति) के कारण हो सकता है।

दहन प्रतिक्रिया की एक स्पष्ट विशेषता है - एक उच्च तापमान क्षेत्र (लौ) की उपस्थिति, अंतरिक्ष में सीमित, जहां शुरुआती पदार्थों (ईंधन) का अधिकांश रूपांतरण दहन उत्पादों में होता है। इस प्रक्रिया के साथ बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा निकलती है। प्रतिक्रिया (लौ की उपस्थिति) शुरू करने के लिए, प्रज्वलन पर एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है, फिर प्रक्रिया चल रही हैअनायास. इसकी गति निर्भर करती है रासायनिक गुणप्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ, साथ ही दहन के दौरान गैस-गतिशील प्रक्रियाओं से। दहन प्रतिक्रिया में कुछ विशेषताएं होती हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं मिश्रण का कैलोरी मान और तापमान (जिसे रुद्धोष्म कहा जाता है) जिसे सैद्धांतिक रूप से गर्मी के नुकसान को ध्यान में रखे बिना पूर्ण दहन के दौरान प्राप्त किया जा सकता है।

द्वारा एकत्रीकरण की अवस्थाऑक्सीडाइज़र और ईंधन दहन प्रक्रिया को तीन प्रकारों में से एक में वर्गीकृत किया जा सकता है। दहन प्रतिक्रिया हो सकती है:

सजातीय, यदि ईंधन और ऑक्सीडाइज़र (पूर्व-मिश्रित) गैसीय अवस्था में हैं,

विषमांगी, जिसमें एक ठोस या तरल ईंधन एक गैसीय ऑक्सीडाइज़र के साथ परस्पर क्रिया करता है,

बारूद और विस्फोटकों की दहन प्रतिक्रिया।

मिश्रण, तापमान और दबाव की संरचना और आणविक तापीय चालकता के आधार पर सजातीय दहन सबसे सरल है, इसमें एक स्थिर दर होती है।

विषमांगी दहन प्रकृति और कृत्रिम दोनों स्थितियों में सबसे आम है। इसकी गति दहन प्रक्रिया की विशिष्ट स्थितियों आदि पर निर्भर करती है भौतिक विशेषताएंसामग्री। तरल ईंधन के लिए, दहन की दर वाष्पीकरण की दर से और ठोस ईंधन के लिए - गैसीकरण की दर से काफी प्रभावित होती है। उदाहरण के लिए, कोयला जलाते समय प्रक्रिया दो चरणों में होती है। उनमें से पहले में (अपेक्षाकृत धीमी हीटिंग के मामले में), पदार्थ के अस्थिर घटक (कोयला) निकल जाते हैं, दूसरे में कोक अवशेष जल जाते हैं।

गैसों के दहन (उदाहरण के लिए, ईथेन का दहन) की अपनी विशेषताएं हैं। गैसीय वातावरण में आग की लपटें काफी दूरी तक फैल सकती हैं। यह सबसोनिक गति से गैस के माध्यम से आगे बढ़ सकता है, और यह संपत्तियह न केवल गैसीय वातावरण में निहित है, बल्कि ऑक्सीडाइज़र के साथ मिश्रित तरल और ठोस ज्वलनशील कणों के बारीक बिखरे हुए मिश्रण में भी निहित है। ऐसे मामलों में स्थिर दहन सुनिश्चित करने के लिए, भट्ठी उपकरण के एक विशेष डिजाइन की आवश्यकता होती है।

गैसीय वातावरण में दहन प्रतिक्रिया से होने वाले परिणाम दो प्रकार के होते हैं। पहला गैस प्रवाह का अशांतिकरण है, जिससे प्रक्रिया की गति में तेज वृद्धि होती है। प्रवाह की परिणामी ध्वनिक गड़बड़ी अगले चरण - उद्भव - को जन्म दे सकती है सदमे की लहरजिससे मिश्रण का विस्फोट हो जाता है। विस्फोट अवस्था में दहन का संक्रमण न केवल गैस के अपने गुणों पर निर्भर करता है, बल्कि सिस्टम के आकार और प्रसार मापदंडों पर भी निर्भर करता है।

ईंधन दहन का उपयोग प्रौद्योगिकी और उद्योग में किया जाता है। इस मामले में मुख्य कार्य एक निश्चित अवधि के लिए अधिकतम दहन दक्षता (यानी गर्मी रिलीज का अनुकूलन) प्राप्त करना है। दहन का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, खनन में - विभिन्न खनिजों को विकसित करने की विधियाँ एक दहनशील प्रक्रिया के उपयोग पर आधारित होती हैं। लेकिन कुछ प्राकृतिक और भूवैज्ञानिक स्थितियों में, दहन की घटना एक गंभीर खतरा पैदा करने वाला कारक बन सकती है। उदाहरण के लिए, वास्तविक खतरा पीट के स्वतःस्फूर्त दहन की प्रक्रिया है, जिससे अंतर्जात आग की घटना होती है।

लगभग हर दिन हम सभी को दहन प्रक्रिया की किसी न किसी अभिव्यक्ति से जूझना पड़ता है। अपने लेख में हम अधिक विस्तार से बताना चाहते हैं कि वैज्ञानिक दृष्टिकोण से इस प्रक्रिया में क्या विशेषताएं शामिल हैं।

यह अग्नि प्रक्रिया का मुख्य घटक है। आग दहन की घटना के साथ शुरू होती है, इसके विकास की तीव्रता आमतौर पर आग द्वारा तय किए गए मार्ग से होती है, यानी जलने की दर, और दहन की समाप्ति के साथ बुझना समाप्त होता है।

दहन को आमतौर पर ईंधन और ऑक्सीडाइज़र के बीच एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया के रूप में समझा जाता है, जिसमें निम्नलिखित तीन कारकों में से कम से कम एक होता है: लौ, चमक, धुआं गठन। दहन प्रक्रिया की जटिलता के कारण, यह परिभाषा संपूर्ण नहीं है। यह इस तरह से ध्यान में नहीं रखता सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएंदहन, अंतर्निहित एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की तीव्र घटना के रूप में, इसकी आत्मनिर्भर प्रकृति और दहनशील मिश्रण के माध्यम से प्रक्रिया के आत्म-प्रसार की क्षमता।

धीमी एक्ज़ोथिर्मिक रेडॉक्स प्रतिक्रिया (लोहे का क्षरण, सड़न) और दहन के बीच अंतर यह है कि उत्तरार्द्ध इतनी तेज़ी से होता है कि गर्मी नष्ट होने की तुलना में तेज़ी से उत्पन्न होती है। इससे प्रतिक्रिया क्षेत्र में तापमान में सैकड़ों और यहां तक ​​कि हजारों डिग्री की वृद्धि होती है, जिससे एक दृश्यमान चमक और एक लौ का निर्माण होता है। संक्षेप में, इस प्रकार ज्वलनशील दहन बनता है। यदि ऊष्मा निकलती है लेकिन कोई ज्वाला नहीं होती है, तो इस प्रक्रिया को सुलगना कहा जाता है। दोनों प्रक्रियाओं में, पदार्थों का पूर्ण या अपूर्ण दहन होता है। ध्यान देने योग्य बात यह है कि जब कुछ पदार्थ जलते हैं, तो लौ दिखाई नहीं देती है और धुआं भी नहीं निकलता है, ऐसे पदार्थों में हाइड्रोजन भी शामिल है; बहुत तेज़ प्रतिक्रियाएँ (विस्फोटक परिवर्तन) भी दहन की अवधारणा में शामिल नहीं हैं।

दहन होने के लिए एक आवश्यक शर्त एक ज्वलनशील पदार्थ, एक ऑक्सीडाइज़र (आग में, इसकी भूमिका हवा में ऑक्सीजन द्वारा निभाई जाती है) और एक ज्वलन स्रोत की उपस्थिति है। प्रत्यक्ष दहन होने के लिए, दहनशील मिश्रण की संरचना, दहनशील सामग्री की ज्यामिति और तापमान, दबाव आदि के संदर्भ में महत्वपूर्ण स्थितियां मौजूद होनी चाहिए। दहन होने के बाद, लौ या प्रतिक्रिया क्षेत्र ही इग्निशन स्रोत के रूप में कार्य करता है।

उदाहरण के लिए, मीथेन को ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण किया जा सकता है, जिससे गर्मी निकलती है मिथाइल अल्कोहलऔर 500-700 K पर फॉर्मिक एसिड। हालांकि, प्रतिक्रिया जारी रखने के लिए, बाहरी ताप के कारण गर्मी की भरपाई करना आवश्यक है। यह दहन नहीं है. जब प्रतिक्रिया मिश्रण को 1000 K से ऊपर के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो मीथेन ऑक्सीकरण की दर इतनी बढ़ जाती है कि जारी गर्मी प्रतिक्रिया को आगे जारी रखने के लिए पर्याप्त हो जाती है, बाहरी गर्मी आपूर्ति की आवश्यकता गायब हो जाती है और दहन शुरू हो जाता है। इस प्रकार, दहन प्रतिक्रिया, एक बार होने पर, स्वयं का समर्थन करने में सक्षम होती है। यही मुख्य है विशिष्ट विशेषतादहन प्रक्रिया. एक अन्य संबंधित विशेषता लौ की क्षमता है, जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया क्षेत्र है, प्रतिक्रिया मिश्रण की प्रकृति और संरचना के साथ-साथ प्रक्रिया की स्थितियों द्वारा निर्धारित गति पर एक ज्वलनशील माध्यम या दहनशील सामग्री के माध्यम से स्वचालित रूप से फैलने की क्षमता है। यह अग्नि विकास का मुख्य तंत्र है।

एक विशिष्ट दहन मॉडल ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया पर आधारित होता है कार्बनिक पदार्थया हवा में ऑक्सीजन द्वारा कार्बन। दहन के साथ कई भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएँ होती हैं। भौतिकी एक प्रणाली में ऊष्मा के स्थानांतरण के बारे में है। ऑक्सीडेटिव और कमी प्रतिक्रियाएँयह दहन की प्रकृति का एक रासायनिक घटक है। इसलिए, दहन की अवधारणा से, अपघटन सहित विभिन्न प्रकार के रासायनिक परिवर्तन होते हैं आरंभिक यौगिक, उत्पादों का पृथक्करण और आयनीकरण।

किसी ज्वलनशील पदार्थ या सामग्री का ऑक्सीकरण एजेंट के साथ संयोजन एक ज्वलनशील माध्यम बनता है। इग्निशन स्रोत के प्रभाव में ज्वलनशील पदार्थों के अपघटन के परिणामस्वरूप, एक गैस-वाष्प-वायु प्रतिक्रिया मिश्रण बनता है। दहनशील मिश्रण, जो संरचना में (ईंधन और ऑक्सीडाइज़र घटकों का अनुपात) रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण के अनुरूप होते हैं, स्टोइकोमेट्रिक संरचना के मिश्रण कहलाते हैं। वे आग के मामले में सबसे खतरनाक हैं: वे अधिक आसानी से प्रज्वलित होते हैं, अधिक तीव्रता से जलते हैं, पदार्थ का पूर्ण दहन सुनिश्चित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे अधिकतम मात्रा में गर्मी छोड़ते हैं।

चावल। 1. प्रसार ज्वालाओं की आकृतियाँ

ए - जेट स्ट्रीम का जलना, बी - बिखरे हुए तरल का जलना, सी - जंगल के कूड़े का जलना

दहनशील सामग्री की मात्रा और ऑक्सीडाइज़र की मात्रा के अनुपात के आधार पर, खराब और समृद्ध मिश्रण को प्रतिष्ठित किया जाता है: खराब मिश्रण में ऑक्सीडाइज़र की प्रचुरता होती है, समृद्ध मिश्रण - ज्वलनशील पदार्थ. न्यूनतम मात्राकिसी विशेष दहनशील पदार्थ के द्रव्यमान (आयतन) की एक इकाई के पूर्ण दहन के लिए आवश्यक ऑक्सीडाइज़र एक रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ जलते समय, अधिकांश दहनशील पदार्थों के लिए आवश्यक (विशिष्ट) वायु प्रवाह दर 4-15 मीटर 3 / किग्रा की सीमा में होती है। पदार्थों और सामग्रियों का दहन तभी संभव है जब हवा में उनके वाष्प या गैसीय उत्पादों की एक निश्चित सामग्री हो, साथ ही जब ऑक्सीजन की सांद्रता एक निर्दिष्ट सीमा से कम न हो।

तो, कार्डबोर्ड और कपास के लिए, स्व-बुझाने का कार्य पहले से ही 14 वोल्ट पर होता है। % ऑक्सीजन, और पॉलिएस्टर ऊन - 16 वॉल्यूम पर। %. दहन प्रक्रिया में, अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं की तरह, दो चरणों की आवश्यकता होती है: अभिकर्मकों के बीच आणविक संपर्क का निर्माण और प्रतिक्रिया उत्पादों को बनाने के लिए ऑक्सीडाइज़र के साथ ईंधन अणुओं की बातचीत। यदि प्रारंभिक अभिकर्मकों के परिवर्तन की दर प्रसार प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित की जाती है, अर्थात। स्थानांतरण दर (दहनशील गैसों और ऑक्सीजन के वाष्प को फ़िक के प्रसार के नियमों के अनुसार एक एकाग्रता ढाल के कारण प्रतिक्रिया क्षेत्र में स्थानांतरित किया जाता है), तो इस दहन मोड को प्रसार कहा जाता है। चित्र में. 1 दिए गए हैं विभिन्न आकारप्रसार की लपटें. प्रसार मोड में, दहन क्षेत्र धुंधला हो जाता है, और इसमें महत्वपूर्ण मात्रा में अपूर्ण दहन उत्पाद बनते हैं। यदि दहन दर केवल रासायनिक प्रतिक्रिया की दर पर निर्भर करती है, जो प्रसार की दर से काफी अधिक है, तो दहन मोड को गतिज कहा जाता है। उसकी विशेषता अधिक है उच्च गतिऔर दहन की पूर्णता और, परिणामस्वरूप, गर्मी रिलीज की उच्च दर और लौ का तापमान। यह व्यवस्था ईंधन और ऑक्सीडाइज़र के पूर्व-मिश्रित मिश्रण में होती है। इसलिए, यदि रासायनिक प्रतिक्रिया क्षेत्र में अभिकर्मक एक ही (आमतौर पर गैस) चरण में होते हैं, तो ऐसे दहन को सजातीय कहा जाता है जब ईंधन और ऑक्सीडाइज़र प्रतिक्रिया क्षेत्र में विभिन्न चरणों में होते हैं, तो इसे विषम कहा जाता है; न केवल गैसों का, बल्कि अधिकांश ठोस पदार्थों का भी दहन सजातीय होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि प्रतिक्रिया क्षेत्र में सामग्री स्वयं नहीं जलती है, बल्कि उनके वाष्प और गैसीय अपघटन उत्पाद जलते हैं। एक लौ की उपस्थिति है बानगीसजातीय दहन.

विषम दहन के उदाहरण कार्बन, कार्बनयुक्त लकड़ी के अवशेषों और गैर-वाष्पशील धातुओं का दहन हैं, जो उच्च तापमान पर भी ठोस अवस्था में रहते हैं। इस मामले में रासायनिक दहन प्रतिक्रिया चरणों (ठोस और गैसीय) के बीच इंटरफेस पर होगी। ध्यान दें कि दहन के अंतिम उत्पाद न केवल ऑक्साइड हो सकते हैं, बल्कि फ्लोराइड, क्लोराइड, नाइट्राइड, सल्फाइड, कार्बाइड आदि भी हो सकते हैं।

दहन प्रक्रिया की विशेषताएं विविध हैं। उन्हें निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया जा सकता है: लौ का आकार, आकार और संरचना; लौ का तापमान, इसकी उत्सर्जन क्षमता; गर्मी रिलीज और कैलोरी मान; जलने की दर और टिकाऊ दहन की एकाग्रता सीमा, आदि।

हर कोई जानता है कि दहन से दहन उत्पाद के साथ एक चमक पैदा होती है।

आइए दो प्रणालियों पर विचार करें:

• गैसीय प्रणाली
• संघनित प्रणाली

पहले मामले में, जब दहन होता है, तो पूरी प्रक्रिया लौ में घटित होगी, जबकि दूसरे मामले में, प्रतिक्रियाओं का एक हिस्सा सामग्री या उसकी सतह पर ही घटित होगा। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ऐसी गैसें हैं जो बिना लौ के जल सकती हैं, लेकिन अगर हम ठोस पदार्थों पर विचार करें, तो धातुओं के समूह भी हैं जो बिना लौ के भी जलने में सक्षम हैं।

लौ का अधिकतम मूल्य वाला भाग, जहाँ तीव्र परिवर्तन होते हैं, लौ अग्र भाग कहलाता है।

ताप विनिमय प्रक्रियाएं और दहन क्षेत्र से सक्रिय कणों का प्रसार, जो दहनशील मिश्रण के माध्यम से लौ के अग्र भाग की गति के लिए प्रमुख तंत्र हैं।

ज्वाला प्रसार की गति को आमतौर पर इसमें विभाजित किया गया है:

• अपस्फीति (सामान्य), सबसोनिक गति (0.05-50 मीटर/सेकेंड) पर होती है
• विस्फोट, जब गति 500-3000 मीटर/सेकेंड तक पहुंच जाती है।

चावल। 2. लामिना प्रसार लौ

ज्वाला उत्पन्न करने वाले गैस प्रवाह की गति की प्रकृति के आधार पर, लामिनायर और अशांत ज्वालाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है। एक लामिना लौ में, गैस की गति होती है विभिन्न परतें, सभी ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण प्रक्रियाएँ आणविक प्रसार और संवहन के माध्यम से होती हैं। अशांत लपटों में, ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण की प्रक्रियाएँ मुख्य रूप से स्थूल भंवर गति के कारण होती हैं। मोमबत्ती की लौ एक लामिना प्रसार लौ का एक उदाहरण है (चित्र 2)। 30 सेमी से अधिक ऊंची किसी भी लौ में पहले से ही यादृच्छिक गैस यांत्रिक अस्थिरता होगी, जो धुएं और लौ के दृश्यमान भंवरों से प्रकट होती है।

चावल। 3. लैमिनर से अशांत प्रवाह में संक्रमण

बहुत एक स्पष्ट उदाहरणएक लामिना प्रवाह का अशांत प्रवाह में संक्रमण सिगरेट के धुएं की एक धारा है (चित्र 3), जो लगभग 30 सेमी की ऊंचाई तक बढ़ कर अशांति प्राप्त कर लेती है।

आग के दौरान, आग की लपटें फैलने वाली अशांत प्रकृति की होती हैं। लौ में अशांति की उपस्थिति गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाती है, और मिश्रण रासायनिक प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है। अशांत ज्वाला में जलने की दर भी अधिक होती है। यह घटना छोटे पैमाने की लपटों के व्यवहार को अधिक गहराई और ऊंचाई वाली बड़े पैमाने की लपटों में स्थानांतरित करना कठिन बना देती है।

यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुका है कि हवा में पदार्थों का दहन तापमान वायुमंडलीय ऑक्सीजन वातावरण में दहन तापमान से बहुत कम है

हवा में तापमान में 650 से 3100 डिग्री सेल्सियस तक उतार-चढ़ाव होगा, और ऑक्सीजन में तापमान 500-800 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाएगा।