Az égési folyamat során láng keletkezik, amelynek felépítése a reakcióba lépő anyagoknak köszönhető. Szerkezete a hőmérsékleti mutatóktól függően területekre oszlik.
meghatározás
A lángot izzó gáznak nevezzükamelyek a plazma alkotóelemei vagy szilárd diszpergált formában lévő anyagok. Fizikai és kémiai típusú átalakításokat végeznek, lumineszcencia, hőenergia felszabadulás és fűtés kíséretében.
Az ionos és gyökös részecskék jelenléte gáznemű közegben jellemzi annak elektromos vezetőképességét és különleges viselkedését elektromágneses mezőben.
Mik azok a lángnyelvek
Ez általában a kapcsolódó folyamatok neveégő. A levegővel összehasonlítva a gáz sűrűsége alacsonyabb, de a magas hőmérsékleti értékek miatt a gáz emelkedik. Így keletkeznek hosszú és rövid lángok. Gyakran zökkenőmentes az egyik formáról a másikra való átmenet.
Láng: szerkezet és szerkezet
A leírtak megjelenésének megállapításáhozjelenség, elég meggyújtani a gázégőt. A kialakuló nem világító lángot nem lehet egyenletesnek nevezni. Vizuálisan három fő terület van. A láng szerkezetének vizsgálata egyébként azt mutatja, hogy a különféle típusú égők különböző anyagok égnek.
Gáz és levegő keverékének elégetésekor előszörrövid fáklya képződik, amelynek színének kék és lila árnyalatai vannak. A mag látható benne - zöld-kék, kúpra emlékeztet. Tekintsük ezt a lángot. Szerkezete három zónára oszlik:
- Előkészítő területet választanak, ahol a gáz és a levegő keverékét melegítik, amikor kilépnek az égő lyukából.
- Ezt követi az égési zóna. A kúp tetejét foglalja el.
- Ha hiányzik a légáramlás, akkor a gáznem ég teljesen. Kétértékű szén-oxid és hidrogén maradékok szabadulnak fel. Utánégetésük a harmadik területen történik, ahol oxigénhoz jutnak.
Most külön megvizsgáljuk a különböző égési folyamatokat.
Égő gyertya
A gyertya elégetése olyan, mint egy gyufát égetniöngyújtók. A gyertyaláng szerkezete pedig izzó gázáramra hasonlít, amelyet a felhajtóerők hatására felfelé húznak. A folyamat a kanóc melegítésével kezdődik, majd a viasz elpárolog.
A legalacsonyabb zóna belül ésa szál melletti első területnek nevezzük. Enyhe kék izzás van a nagy üzemanyag-mennyiség miatt, de az oxigénelegy kis térfogata miatt. Itt az anyagok szén-monoxid felszabadulásával történő hiányos elégetésének folyamatát hajtják végre, amelyet tovább oxidálnak.
Az első zónát világító második héj veszi körül,a gyertyaláng szerkezetét jellemezve. Nagyobb térfogatú oxigén jut be, ami az oxidatív reakció folytatódását okozza az üzemanyag molekulák részvételével. A hőmérsékleti értékek itt magasabbak lesznek, mint a sötét zónában, de nem elegendőek a végső bomláshoz. Az első két területen jelenik meg fényhatás, amikor az elégetlen üzemanyag és szénrészecskék cseppjei erősen felmelegednek.
A második zónát finom héj veszi körülmagas hőmérsékleti értékek. Sok oxigénmolekula lép be, ami hozzájárul az üzemanyag részecskék teljes utóégetéséhez. Az anyagok oxidációja után a fényhatás a harmadik zónában nem figyelhető meg.
Vázlatos ábrázolás
Az egyértelműség kedvéért egy gyertya égésének képét mutatjuk be figyelmébe. A lángdiagram a következőket tartalmazza:
- Első vagy sötét terület.
- A második világító zóna.
- A harmadik átlátszó héj.
A gyertya fonala nem ég, hanem csak a hajlított vég karbonizációja következik be.
Égő szellemlámpa
Kémiai kísérletekhez gyakran használjákkis tartály alkohol. Szellemlámpáknak hívják őket. Az égő kanócot a lyukon át öntött folyékony üzemanyaggal impregnálják. Ezt elősegíti a kapilláris nyomás. A kanóc szabad tetejének elérésekor az alkohol elpárologni kezd. Gőzállapotban legfeljebb 900 ° C hőmérsékleten gyullad meg és ég.
A szeszes lámpa lángja a szokásos alakú, szinte színtelen, enyhe kék árnyalattal rendelkezik. Zónái nem olyan jól láthatóak, mint a gyertya.
Egy tudósról elnevezett alkoholégetőnélBartel, a tűz kezdete az égő izzó rácsa felett található. A láng ezen elmélyülése a belső sötét kúp csökkenéséhez vezet, és a legforróbbnak tartott középső szakasz jön ki a lyukból.
Színjellemző
Különböző színű láng kibocsátása, amelyet az okozelektronikus átmenetek. Hőnek is nevezik őket. Tehát a szénhidrogén-komponens levegőben történő égése következtében a kék lángot a H-C vegyület felszabadulása okozza. És amikor a C-C részecskék kibocsátódnak, a fáklya narancsvörösre változik.
Nehéz átlátni a láng szerkezetét, a kémiátamely magában foglalja a víz, a szén-dioxid és a szén-monoxid vegyületeit, az OH-kötést. Nyelve gyakorlatilag színtelen, mivel a fenti részecskék égetve az ultraibolya és az infravörös spektrumot bocsátják ki.
A láng színe összefügg a hőmérséklettelindikátorok, ionos részecskék jelenlétével, amelyek egy bizonyos emisszióra vagy optikai spektrumra utalnak. Így egyes elemek elégetése megváltoztatja a tűz színét az égőben. A fáklya színének különbségei összefüggenek az elemek elrendezésével a periodikus rendszer különböző csoportjaiban.
Tűz a következőkkel kapcsolatos kibocsátások jelenlétére:látható spektrum, tanulmány spektroszkóppal. Ugyanakkor kiderült, hogy az általános alcsoport egyszerű anyagai is hasonló színűek a lángon. Az érthetőség kedvéért a nátrium elégetését használják ennek a fémnek a vizsgálatához. Lángba juttatva a nyelvek élénk sárgákká válnak. A színjellemzők alapján az emissziós spektrumban nátrium-vonalat különböztetnek meg.
Az alkálifémeket a tulajdonság jellemziaz atomi részecskék fénysugárzásának gyors gerjesztése. Amikor az ilyen elemek alig illékony vegyületei bekerülnek a Bunsen-égő tüzébe, az foltossá válik.
A spektroszkópos vizsgálat azt mutatjajellegzetes vonalak az emberi szem számára látható területen. A fénysugár gerjesztésének sebessége és az egyszerű spektrális szerkezet szorosan összefügg ezeknek a fémeknek a nagy elektropozitív tulajdonságával.
vonás
A lángosztályozás a következő tulajdonságokon alapul:
- az összesített égési kapcsolatok állapota. Gázos, aerosziszpergált, szilárd és folyékony formában vannak;
- sugárzás típusa, amely lehet színtelen, világító és színes;
- terjesztési sebesség. Gyors és lassú terjedés van;
- lángmagasság. A szerkezet lehet rövid vagy hosszú;
- a reakcióba lépő keverékek mozgásának jellege. Rendeljen pulzáló, lamináris, turbulens mozgást;
- vizuális észlelés. Az anyagok füstös, színes vagy átlátszó láng felszabadulásával égnek;
- hőmérsékletjelző. A láng lehet alacsony hőmérsékletű, hideg és magas hőmérsékletű.
- az üzemanyagfázis állapota oxidáló reagens.
Az égés diffúzió eredményeként vagy az aktív komponensek előzetes összekeverésével következik be.
Oxidáló és redukáló terület
Az oxidációs folyamat finom zónában zajlik.Ez a legforróbb, és a tetején található. Ebben az üzemanyag-részecskék teljes égésnek vannak kitéve. Az oxigénfelesleg és az üzemanyaghiány jelenléte intenzív oxidációs folyamathoz vezet. Ezt a funkciót akkor kell használni, ha tárgyakat melegít az égő felett. Ezért az anyag a láng tetejébe merül. Ez az égés sokkal gyorsabb.
Redukciós reakciók zajlanak a láng középső és alsó részén. Nagy mennyiségű éghető anyagot és kis mennyiségű O-t tartalmaz2 égési molekulák. Ha ezekbe a régiókba oxigéntartalmú vegyületeket visznek be, az O-elem megszűnik.
A redukáló láng példaként egy vas-szulfát bontási eljárást alkalmaznak. Amikor a FeSO eltalálja4 az égő fáklya középső részébe vanelőször melegítve, majd bomlik vas-oxiddá, anhidriddé és kén-dioxiddá. Ebben a reakcióban S-t redukálják +6 és +4 közötti töltéssel.
Hegesztő láng
Ez a fajta tűz a gáz vagy folyékony gőz és a tiszta levegő oxigénjének keverékének égése eredményeként keletkezik.
Ilyen például egy oxigén-acetilén láng képződése. Megkülönbözteti:
- mag zóna;
- közepes helyreállítási terület;
- fáklya él zóna.
Sok gáz-oxigén keverék ég ilyen módon.Az acetilén és az oxidálószer arányának különbségei különböző típusú lángot eredményeznek. Normális, karburáló (acetilén) és oxidáló szerkezetű lehet.
Elméletileg az acetilén tiszta oxigénben történő teljes elégetésének folyamata a következő egyenlettel jellemezhető: HCCH + O2 → H2 + CO + CO (a reakcióhoz egy mol O szükséges2).
A kapott molekuláris hidrogén és szén-monoxid a levegőben lévő oxigénnel reagál. A végtermékek a víz és a négy vegyértékű szén-monoxid. Az egyenlet így néz ki: CO + CO + H2 + 1½O2 → CO2 + CO2 + H2O. Ehhez a reakcióhoz 1,5 mol oxigén szükséges. Összegezve O2 kiderül, hogy 1 mol HCCH-ra 2,5 mol költött. És mivel a gyakorlatban nehéz megtalálni az ideálisan tiszta oxigént (gyakran enyhe szennyeződéssel rendelkezik szennyeződésekkel), az O2 a HCCH-ra 1,10-1,20 lesz.
Amikor az oxigén és az acetilén arányának értékekevesebb, mint 1,10, karburáló láng következik be. Szerkezete kibővített maggal rendelkezik, körvonalai elmosódnak. Korom szabadul fel egy ilyen tűzből, oxigénmolekulák hiánya miatt.
Ha a gázarány nagyobb, mint 1,20, akkoroxidáló lángot kapunk oxigénfelesleggel. A felesleges molekulák elpusztítják a vasatomokat és az acélégő egyéb alkatrészeit. Ilyen lángban az atomrész rövid lesz és éles szélű.
Hőmérsékleti mutatók
A gyertya vagy az égő minden tűzzónájának megvan a maga értéke, az oxigénmolekulák ellátása miatt. A nyílt láng hőmérséklete annak különböző részein 300 ° C és 1600 ° C között mozog.
Ilyen például a diffúziós és a lamináris láng,amelyet három héj alkot. Kúpja sötét területből áll, amelynek hőmérséklete legfeljebb 360 ° C, és hiányzik egy oxidáló anyag. Fölötte van a ragyogási zóna. Hőmérsékleti mutatója 550 és 850 ° C között mozog, ami hozzájárul a termikus éghető keverék bomlásához és égéséhez.
A külső terület alig látható.Ebben a láng hőmérséklete eléri az 1560 ° C-ot, ami a tüzelőanyag-molekulák természetes tulajdonságainak és az oxidáló anyag bevitelének gyorsaságának köszönhető. Az égetés itt a legerőteljesebb.
Az anyagok különböző hőmérsékleteken gyulladnak megkörülmények. Tehát a fémes magnézium csak 2210 ° C-on ég. Sok szilárd anyag esetében a láng hőmérséklete 350 ° C körül van. A gyufa és a kerozin meggyújtása 800 ° C-on lehetséges, míg a fa - 850 ° C és 950 ° C között.
A cigaretta olyan lánggal ég, amelynek hőmérséklete690 és 790 ° C között, propán-bután keverékben pedig 790 ° C és 1960 ° C között változik. A benzin 1350 ° C-on meggyullad. Az égő alkohol lángjának hőmérséklete legfeljebb 900 ° C.
