Химия - Температура вспышки - Расчёт

01 марта 2011


Оглавление:
1. Температура вспышки
2. Измерение
3. Расчёт
4. Температура вспышки и связанные с ней параметры некоторых веществ

Температура вспышки индивидуальных веществ в закрытом тигле

Таблица 1 Структурная группа aj, °C Структурная группа aj, °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 Si − C -4,84 P = O 9,64 Si − Cl 10,07

Таблица 2 Класс соединений C0 C1 C2 Соединения, состоящие из: атомов C, H, O, N; атомов C, H, O, N, Cl -45,5 -39,6 0,83 0,86 -0,0082 -0,0114 Соединения, содержащие атомы F, Br -57,4 0,79 -0,0147 Элементоорганические соединения, содержащие атомы S, Si, P, Cl -45,5 0,83 -0,0082

Таблица 3 Класс веществ a b Алканы -73,22 0,693 Спирты -41,69 0,652 Алкиланилины -21,94 0,533 Карбоновые кислоты -43,57 0,708 Алкилфенолы -38,42 0,623 Ароматические углеводороды -67,83 0,665 Альдегиды -74,76 0,813 Бромалканы -49,56 0,665 Кетоны -52,69 0,643 Хлоралканы -55,70 0,631

Таблица 4 Структурная группа aj, °C Структурная группа aj, °C C − C 3,63 Si − H -4,58 C −… C 6,482 −SiCl3 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

Температура вспышки t_v веществ, молекулы которых содержат структурные группы, представленные в таблице 1, рассчитывается по формуле, °C:

где t_k — температура кипения жидкости при 101 кПа, °C; l_j — число структурных групп j-го вида в молекуле; a_j — эмпирические коэффициенты, значения которых приведены в таблице 1.

Для органических соединений, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О и N, а также для галоидорганических и элементоорганических соединений, содержащих атомы S, Si, P и Cl, температура вспышки может быть рассчитана по формуле:

где C₀, C₁ и C₂ — константы, значения которых приведены в таблице 2; H_s — стандартная теплота сгорания вещества, кДж/моль.

Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температура вспышки, °C, рассчитывается по формуле:

где P_v — парциальное давление паров горючей жидкости при температуре вспышки, кПа; D₀ — коэффициент диффузии пара в воздух, см²/с; β — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

Наиболее точно величина t_v рассчитывается по линейной зависимости температуры вспышки от температуры кипения, выполняющейся в пределах отдельных классов химических соединений:

t_v = a + bt_k

Значения коэффициентов a и b для различных классов органических веществ приведены в таблице 3.

Температура вспышки смесей горючих жидкостей в закрытом тигле

Температура вспышки смесей горючих жидкостей t_vs, °C, рассчитывается по формуле:

где x_i — мольная доля i-го компонента в жидкой фазе; ΔH_ii — мольная теплота испарения i-го компонента, кДж/моль; t_vi — температура вспышки i-го компонента, °C; R — универсальная газовая постоянная.

Величина ΔH_ii / R может быть рассчитана по интерполяционной формуле:

где t_ki — температура кипения i-го компонента.

Температура вспышки бинарных смесей жидкостей, принадлежащих к одному гомологическому ряду, рассчитывается по формуле:

где t'_v — температура вспышки легкокипящего компонента смеси, °C; Δ — гомологическая разность по температуре вспышки в рассматриваемом ряду, °C; x — массовая доля высококипящего компонента в жидкой фазе; m — разность между числом углеродных атомов компонентов смеси; x' — коэффициент, учитывающий нелинейный характер зависимости t_v от x: при x' = 2x − 1; при x < 0,5 x' = 0.

Температура вспышки индивидуальных веществ в открытом тигле

Температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле, используя величины эмпирических коэффициентов из таблицы 4:

Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле:

Просмотров: 5956

<<< Температура воспламенения

Температура самовоспламенения >>>