Paunang salita
Panimula
§ 1. Ang paksa ng sound chemistry
§ 2. Sanaysay sa pagbuo ng sound chemistry
§ 3. Mga eksperimentong pamamaraan ng sound chemistry
Kabanata 1. Sound field at ultrasonic cavitation
§ 4. Acoustic field at mga dami na nagpapakilala dito (mga pangunahing konsepto)
§ 5. Acoustic cavitation sa mga likido
§ 6. Mga mikrobyo ng cavitation sa mga likido
§ 7. Pulsation at pagbagsak ng mga bula ng cavitation
§ 8. Dynamics ng pag-unlad ng lugar ng cavitation
Kabanata 2. Eksperimento at teoretikal na pag-aaral ng mga reaksiyong sonochemical at coioluminescence
§ 9. Impluwensiya ng iba't ibang salik sa kurso ng mga reaksiyong sonochemical at coioluminescence
§ 10. Soioluminescence sa iba't ibang likido
§ 11. Mga pisikal na proseso na humahantong sa paglitaw ng tunog-kemikal na reaksyon at soioluminescence
§ 12. Spectral na pag-aaral ng coioluminescence
§ 13. Pangunahin at pangalawang elementarya na proseso sa isang cavitation bubble
§ 14. Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal na ultrasonic
§ 15. Sa mekanismo ng impluwensya ng mga gas sa kurso ng sound-chemical reactions
§ 16. Acoustic field sa mababang intensity
§ 17. Mga low-frequency na acoustic field
Kabanata 3
§ 18. Ang mga pangunahing paraan ng pag-convert ng enerhiya ng acoustic vibrations
§ 19. Chemical-acoustic yield ng mga produkto ng reaksyon (energy yield)
§ 20. Paunang chemical-acoustic yield ng ultrasonic water splitting products
§ 21. Energy yield ng coioluminescence
§ 22. Pag-asa ng rate ng sonic-chemical reactions sa intensity ng ultrasonic waves
§ 23. Pag-asa ng rate ng mga proseso ng physicochemical na sanhi ng cavitation sa intensity ng ultrasonic waves
§ 24. Pangkalahatang quantitative pattern
§ 25. Sa kaugnayan sa pagitan ng mga nagbubunga ng enerhiya ng sonochemical reactions at sonoluminescence
Kabanata 4. Kinetics ng Ultrasonic Chemical Reactions
§ 26. Nakatigil na estado para sa konsentrasyon ng mga radical, na na-average sa panahon ng oscillation at volume (unang approximation)
§ 27. Pagbabago sa konsentrasyon ng mga radical, na na-average sa dami (pangalawang pagtatantya)
§ 28. Modelo ng cavitation-diffusion ng space-time distribution ng radicals (third approximation)
§ 29. Ang lugar ng enerhiya ng mga ultrasonic wave kasama ng iba pang pisikal na paraan ng pag-impluwensya sa isang sangkap
§ 30. Mga tampok ng pagpapalaganap ng init mula sa isang bula ng cavitation
Kabanata 5
§ 31. Mga pangunahing tampok ng nakuhang mga resulta ng eksperimentong
§ 32. Sonolysis ng mga solusyon ng chloroacetic acid. Sa hitsura ng hydrated electron sa larangan ng ultrasonic waves
§ 33. Oxidation ng iron sulfate (II) sa larangan ng ultrasonic waves
§ 34. Pagbawi ng cerium sulfate (IV) sa larangan ng ultrasonic waves
§ 35. Synthesis ng hydrogen peroxide sa panahon ng sonolysis ng tubig at may tubig na solusyon ng mga format
§ 36. Pagkalkula ng mga halaga ng mga paunang chemical-acoustic na output
§ 37. Tunog-kemikal na reaksyon sa tubig at may tubig na mga solusyon sa isang nitrogen na kapaligiran
§ 38. Pagsisimula sa pamamagitan ng ultrasonic waves ng chain reaction ng stereoisomerization ng ethylene-1,2-dicarboxylic acid at mga ester nito
Konklusyon. Mga prospect para sa paggamit ng mga ultrasonic wave sa agham, teknolohiya at medisina
Panitikan
Index ng paksa
Ang Sonochemistry ay ang aplikasyon ng ultrasound sa mga kemikal na reaksyon at proseso. Ang mekanismo na nagdudulot ng sound-chemical effect sa mga likido ay ang phenomenon ng acoustic cavitation.
Ang ultrasonic laboratory at mga pang-industriyang device ng Hielscher ay ginagamit sa malawak na hanay ng mga prosesong sonic-chemical.
Mga tunog na reaksiyong kemikal
Ang mga sumusunod na sonochemical effect ay maaaring maobserbahan sa mga kemikal na reaksyon at proseso:
- Pagtaas ng rate ng reaksyon
- Pagtaas ng ani ng reaksyon
- Mas mahusay na paggamit ng enerhiya
- Mga pamamaraan ng tunog-kemikal para sa paglipat mula sa isang reaksyon patungo sa isa pa
- Pagpapabuti ng interfacial transfer catalyst
- Pagbubukod ng phase transfer catalyst
- Paggamit ng mga krudo o teknikal na reagents
- Pag-activate ng mga metal at solids
- Pagtaas ng reaktibiti ng mga reagents o catalysts ()
- Pagpapahusay ng Particle Synthesis
- Patong ng nanoparticle
Ultrasonic cavitation sa mga likido
Ang ibig sabihin ng cavitation ay "ang pagbuo, paglaki at pagsabog na pagkasira ng mga bula sa isang likido. Ang pagsabog ng cavitation ay gumagawa ng matinding lokal na pag-init (~5000 K), mataas na presyon (~1000 atm.), at napakalaking mga rate ng pag-init/paglamig (>109 K/s) at mga daloy ng likidong jet (~400 km/h)"
Ang mga bula ng cavitation ay mga bula ng vacuum. Ang vacuum ay nilikha ng isang mabilis na gumagalaw na ibabaw sa isang gilid at isang hindi gumagalaw na likido sa kabilang panig. Ang nagreresultang pagkakaiba sa presyon ay nagsisilbing pagtagumpayan din ng magkakaugnay na puwersa sa likido. Maaaring makuha ang cavitation sa iba't ibang paraan, tulad ng mga Venturi nozzle, high pressure nozzle, high speed rotation o ultrasonic sensors. Sa lahat ng mga sistemang ito, ang papasok na enerhiya ay na-convert sa friction, turbulence, waves at cavitation. Ang bahagi ng papasok na enerhiya na na-convert sa cavitation ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan na nagpapakilala sa paggalaw ng kagamitan na bumubuo ng cavitation sa likido.
Ang intensity ng acceleration ay isa sa pinakamahalagang salik na nakakaapekto sa kahusayan ng pagbabagong-anyo ng enerhiya sa cavitation. Ang mas mataas na acceleration ay lumilikha ng mas malaking pagbaba ng presyon, na nagpapataas naman ng pagkakataong lumikha ng mga vacuum bubble sa halip na mga alon na dumadaloy sa fluid. Kaya, mas malaki ang acceleration, mas malaki ang proporsyon ng enerhiya na na-convert sa cavitation. Sa kaso ng mga ultrasonic sensor, ang intensity ng acceleration ay nailalarawan sa pamamagitan ng amplitude ng mga oscillations. Ang mas mataas na amplitude ay nagreresulta sa mas mahusay na pagbuo ng cavitation. Ang mga kagamitang pang-industriya mula sa Hielscher Ultrasonics ay maaaring makagawa ng mga amplitude hanggang sa 115 µm. Ang mataas na amplitude na ito ay nagbibigay-daan para sa isang mataas na power transfer ratio, na nagbibigay-daan naman para sa mataas na density ng enerhiya hanggang sa 100 W/cm³.
Bilang karagdagan sa intensity, ang likido ay dapat na pinabilis sa paraang lumikha ng kaunting pagkalugi sa mga tuntunin ng turbulence, friction, at pagbuo ng alon. Para dito, ang pinakamahusay na paraan ay isang one-way na direksyon ng paggalaw. Ginagamit ang ultratunog, salamat sa mga sumusunod na pagkilos nito:
- paghahanda ng mga aktibong metal sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga metal na asing-gamot
- henerasyon ng mga activated metal sa pamamagitan ng sonication
- sonic-chemical synthesis ng mga particle sa pamamagitan ng precipitation ng mga metal oxide (Fe, Cr, Mn, Co) hal. para gamitin bilang mga catalyst
- impregnation ng mga metal o metal halides sa mga substrate
- paghahanda ng mga solusyon ng mga aktibong metal
- mga reaksyong kinasasangkutan ng mga metal sa pamamagitan ng lokal na pagbuo ng mga organikong sangkap
- mga reaksyong kinasasangkutan ng non-metallic solids
- pagkikristal at pag-ulan ng mga metal, haluang metal, zeolite at iba pang solido
- pagbabago sa morpolohiya sa ibabaw at laki ng butil bilang resulta ng napakabilis na banggaan sa pagitan ng mga particle
- pagbuo ng mga amorphous nanostructured na materyales kabilang ang mga high surface area na transition metals, alloys, carbide, oxides at colloids
- paglaki ng kristal
- leveling at pag-alis ng mga passivating oxide coatings
- micromanipulation (fractionation) ng maliliit na particle
- paghahanda ng mga colloid (Ag, Au, Q-sized na CdS)
- pagsasama ng mga molekula ng bisita sa mga solido na may hindi organikong layer
- sonochemistry ng polymers
- pagkasira at pagbabago ng mga polimer
- synthesis ng polimer
- sonolysis ng mga organikong pollutant sa tubig
Kagamitang sound-chemical
Karamihan sa mga prosesong sonic-chemical na nabanggit ay maaaring iakma sa direktang daloy ng operasyon. Ikalulugod naming tulungan ka sa pagpili ng sound chemical equipment para sa iyong mga pangangailangan. Para sa pananaliksik at pagsubok sa proseso, inirerekomenda namin ang paggamit ng aming mga instrumento o device sa laboratoryo
Ang gaseous methane ay mas magaan kaysa hangin, kaya ang foam na nabuo nito ay madaling tumataas sa kisame. Buweno, ang maliwanag na pagkasunog ng pangunahing bahagi ng natural na gas ay hindi dapat sorpresahin ang sinuman - ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa anumang light hydrocarbon.
Pinagmulan: Agham sa mga GIF
2. Reaksyon ng oksihenasyon ng luminol at potassium hexacyanoferrate(III)
Narito ang isang halimbawa ng chemiluminescence: sa panahon ng pagbabago ng luminol, ang isang glow ay malinaw na nakikita ng mata ng tao. Ang pulang asin sa dugo ay kumikilos dito bilang isang katalista - sa pamamagitan ng paraan, ang hemoglobin ay maaaring maglaro ng parehong papel, bilang isang resulta kung saan ang inilarawan na reaksyon ay malawakang ginagamit sa kriminolohiya upang makita ang mga bakas ng dugo.
Pinagmulan: Propesor Nicolas Science Show
3. Lobo na puno ng mercury (reaksyon kapag tumama sa sahig)
Ang mercury ay ang tanging metal na nananatiling likido sa ilalim ng normal na mga kondisyon, na nagpapahintulot na ito ay ibuhos sa isang lobo. Gayunpaman, ang mercury ay napakabigat na kahit na ang isang bola na nahulog mula sa isang maliit na taas ay mapunit ito sa pira-piraso.
Source: Matagal nang walang bata
4. Pagkabulok ng hydrogen peroxide na na-catalyze ng potassium iodide
Sa kawalan ng mga impurities, ang isang may tubig na solusyon ng hydrogen peroxide ay medyo matatag, ngunit sa sandaling ang potassium iodide ay idinagdag dito, ang agnas ng mga molekulang ito ay magsisimula kaagad. Ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng molekular na oxygen, na perpektong nag-aambag sa pagbuo ng iba't ibang mga bula.
Pinagmulan: fishki.net
5. Bakal + tansong sulpate
Isa sa mga unang reaksyon na pinag-aralan sa kursong kimika ng Russia: bilang isang resulta ng pagpapalit, ang mas aktibong metal (bakal) ay natutunaw at napupunta sa solusyon, habang ang hindi gaanong aktibong metal (tanso) ay namuo sa anyo ng mga may kulay na mga natuklap. Tulad ng maaari mong hulaan, ang animation ay lubos na pinabilis sa oras.
Pinagmulan: Trinixy
6. Hydrogen peroxide at potassium iodide
Isa pang halimbawa ng reaksyon ng agnas ng hydrogen peroxide (aka peroxide) sa pagkakaroon ng isang katalista. Bigyang-pansin ang bote ng detergent na nakatayo sa mesa: siya ang tumutulong upang lumitaw ang sabon na sausage na nahuhulog sa mesa.
Pinagmulan: Trinixy
7. Lithium combustion
Ang Lithium ay isa sa mga alkali na metal, na nararapat na itinuturing na pinakaaktibo sa lahat ng iba pang mga metal. Hindi ito nasusunog nang kasing tindi ng mga katapat nitong sodium at potassium, ngunit madaling makita na napakabilis pa rin ng prosesong ito.
Pinagmulan: Trinixy
8. Dehydration ng asukal sa sulfuric acid
Isang napaka-simple at napaka-epektibong reaksyon: ang sulfuric acid ay nag-aalis ng tubig mula sa mga molekula ng sucrose, na ginagawang atomic carbon (naging karbon lang). Ang puno ng gas na tubig na inilabas sa parehong oras ay bumubula sa karbon, salamat sa kung saan nakikita natin ang isang mapanganib na itim na haligi.
Pinagmulan: fishki.net
9. Kuwarts na baso
Hindi tulad ng karaniwang salamin sa bintana, ang kuwarts ay mas lumalaban sa mataas na temperatura: hindi ito "daloy" sa isang maginoo na gas burner. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga quartz tube ay ibinebenta sa mga oxygen burner, na nagbibigay ng mas mataas na temperatura ng apoy.
Pinagmulan: Global Research
10. Fluorescein
Sa isang may tubig na solusyon, sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation, ang berdeng pangulay na fluorescein ay nagpapalabas ng liwanag sa nakikitang hanay - ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na fluorescence.
Pinagmulan: Thoisoi
11. Siper sa tuktok na sumbrero
Ang reaksyon sa pagitan ng carbon sulfide at nitric oxide (I) ay hindi lamang sinamahan ng pinakamaliwanag na puting flash, na nakapagpapaalaala sa kidlat ng bola, ngunit nailalarawan din ng isang nakakatawang tunog, salamat sa kung saan nakuha nito ang sikat na pangalan nito - "barking dog." minsan sinusubukan nilang ipasa ang sangkap na ito bilang isang mahalagang metal.
Ang huling resulta ng mga reaksyon ng explosive transformation ay karaniwang ipinahayag ng isang equation na nauugnay sa chemical formula ng paunang paputok o ang komposisyon nito (sa kaso ng isang explosive mixture) na may komposisyon ng mga huling produkto ng pagsabog.
Ang kaalaman sa equation ng pagbabagong kemikal sa panahon ng pagsabog ay mahalaga sa dalawang aspeto. Sa isang banda, ang equation na ito ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang init at dami ng mga gas na produkto ng isang pagsabog, at, dahil dito, ang temperatura, presyon, at iba pang mga parameter ng pagsabog. Sa kabilang banda, ang komposisyon ng mga produkto ng pagsabog ay partikular na kahalagahan pagdating sa mga eksplosibo na inilaan para sa pagsabog sa mga underground na gawain (kaya ang pagkalkula ng bentilasyon ng minahan upang ang halaga ng carbon monoxide at nitrogen oxides ay hindi lalampas sa isang tiyak na dami) .
Gayunpaman, sa panahon ng pagsabog, hindi palaging naitatag ang balanse ng kemikal. Sa maraming mga kaso kung saan ang pagkalkula ay hindi nagpapahintulot sa isa na mapagkakatiwalaan na maitatag ang pangwakas na ekwilibriyo ng paputok na pagbabago, ang isa ay lumiliko upang mag-eksperimento. Ngunit ang pang-eksperimentong pagpapasiya ng komposisyon ng mga produkto sa oras ng pagsabog ay nakakaranas din ng malubhang kahirapan, dahil ang mga produkto ng pagsabog sa mataas na temperatura ay maaaring maglaman ng mga atomo at libreng radicals (aktibong mga particle), na hindi matukoy pagkatapos ng paglamig.
Ang mga organikong eksplosibo, bilang panuntunan, ay binubuo ng carbon, hydrogen, oxygen at nitrogen. Samakatuwid, ang mga produkto ng pagsabog ay maaaring maglaman ng mga sumusunod na gaseous at solid substance: CO 2, H 2 O, N 2, CO, O 2, H 2, CH 4 at iba pang hydrocarbons: NH 3, C 2 N 2, HCN, NO, N 2 O, C. Kung ang komposisyon ng mga pampasabog ay may kasamang sulfur o chlorine, kung gayon ang mga produkto ng pagsabog ay maaaring maglaman ng SO 2 , H 2 S, HCl at Cl 2, ayon sa pagkakabanggit. Sa kaso ng nilalaman ng mga metal sa komposisyon ng mga paputok, halimbawa, aluminyo o ilang mga asing-gamot (halimbawa, ammonium nitrate NH 4 NO 3, barium nitrate Ba (NO 3) 2; chlorates - barium chlorate Ba (ClO 3) 2, potassium chlorate KClO 3 ; perchlorates - ammonium NHClO 4, atbp.) Sa komposisyon ng mga produkto ng pagsabog mayroong mga oxide, halimbawa Al 2 O 3, carbonates, halimbawa, barium carbonate BaCO 3, potassium carbonate K 2 CO 3 , bicarbonates (KHCO 3), cyanides (KCN), sulfates (BaSO 4, K 2 SO 4), sulfides (NS, K 2 S), sulfites (K 2 S 2 O 3), chlorides (AlC l 3 , BaCl 2 , KCl) at iba pang mga compound.
Ang presensya at dami ng ilang partikular na produkto ng pagsabog ay pangunahing nakadepende sa balanse ng oxygen ng sumasabog na komposisyon.
Ang balanse ng oxygen ay nagpapakilala sa ratio sa pagitan ng nilalaman ng mga nasusunog na elemento at oxygen sa paputok.
Ang balanse ng oxygen ay karaniwang kinakalkula bilang pagkakaiba sa pagitan ng bigat na dami ng oxygen na nilalaman ng paputok at ang halaga ng oxygen na kinakailangan para sa kumpletong oksihenasyon ng mga nasusunog na elemento sa komposisyon nito. Ang pagkalkula ay isinasagawa para sa 100 g ng paputok, alinsunod sa kung saan ang balanse ng oxygen ay ipinahayag bilang isang porsyento. Ang pagkakaloob ng komposisyon na may oxygen ay nailalarawan sa pamamagitan ng balanse ng oxygen (KB) o ang koepisyent ng oxygen a to, na sa mga kaugnay na termino ay nagpapahayag ng labis o kakulangan ng oxygen para sa kumpletong oksihenasyon ng mga nasusunog na elemento sa mas mataas na mga oksido, halimbawa, CO 2 at H 2 O.
Kung ang isang paputok ay naglalaman ng kasing dami ng oxygen na kinakailangan para sa kumpletong oksihenasyon ng mga sangkap na nasusunog na elemento nito, kung gayon ang balanse ng oxygen nito ay katumbas ng zero. Kung ang labis - KB ay positibo, na may kakulangan ng oxygen - KB ay negatibo. Ang balanse ng mga eksplosibo sa mga tuntunin ng oxygen ay tumutugma sa CB - 0; a hanggang = 1.
Kung ang paputok ay naglalaman ng carbon, hydrogen, nitrogen, at oxygen at inilarawan ng equation na C a H b N c O d , kung gayon ang mga halaga ng balanse ng oxygen at oxygen coefficient ay maaaring matukoy ng mga formula
(2)
kung saan ang a, b, c, at d ay ang bilang ng mga atomo ng C, H, N, at O, ayon sa pagkakabanggit, sa pormula ng kemikal ng paputok; Ang 12, 1, 14, 16 ay ang mga atomic na masa ng carbon, hydrogen, nitrogen at oxygen na bilugan sa pinakamalapit na integer; ang denominator ng fraction sa equation (1) ay tumutukoy sa molecular weight ng paputok: M = 12a + b + 14c + 16d.
Mula sa punto ng view ng kaligtasan ng produksyon at operasyon (imbakan, transportasyon, paggamit) ng mga eksplosibo, karamihan sa kanilang mga pormulasyon ay may negatibong balanse ng oxygen.
Ayon sa balanse ng oxygen, ang lahat ng mga paputok ay nahahati sa sumusunod na tatlong grupo:
I. Mga pampasabog na may positibong balanse ng oxygen: ang carbon ay na-oxidized sa CO 2 , hydrogen sa H 2 O, nitrogen at sobrang oxygen ay inilabas sa elemental na anyo.
II. Ang mga pampasabog na may negatibong balanse ng oxygen, kapag ang oxygen ay hindi sapat para sa kumpletong oksihenasyon ng mga bahagi sa mas mataas na mga oksido at ang carbon ay bahagyang na-oxidize sa CO (ngunit lahat ng mga paputok ay nagiging mga gas).
III. Isang paputok na may negatibong balanse ng oxygen, ngunit hindi sapat ang oxygen para i-convert ang lahat ng nasusunog na sangkap sa mga gas (may elementong carbon sa mga produkto ng pagsabog).
4.4.1. Pagkalkula ng komposisyon ng mga produkto ng paputok na agnas ng mga eksplosibo
na may positibong balanse ng oxygen (I group of explosives)
Kapag kino-compile ang mga equation para sa mga reaksyon ng pagsabog, ang mga paputok na may positibong balanse ng oxygen ay ginagabayan ng mga sumusunod na probisyon: ang carbon ay na-oxidized sa carbon dioxide CO 2, hydrogen sa tubig H 2 O, nitrogen at labis na oxygen ay inilabas sa elemental na anyo (N 2, O 2).
Halimbawa.
1. Sumulat ng isang equation ng reaksyon (tukuyin ang komposisyon ng mga produkto ng pagsabog) ng paputok na agnas ng isang indibidwal na paputok.
Nitroglycerin: C 3 H 5 (ONO 2) 3, M = 227.
Tinutukoy namin ang halaga ng balanse ng oxygen para sa nitroglycerin:
KB > 0, isinusulat namin ang equation ng reaksyon:
C 3 H 5 (ONO 2) 3 \u003d 3CO 2 + 2.5H 2 O + 0.25O 2 + 1.5N 2.
Bilang karagdagan sa pangunahing reaksyon, ang mga reaksyon ng dissociation ay nagpapatuloy:
2CO 2 2CO + O 2;
O 2 + N 2 2NO;
2H 2 O 2H 2 + O 2;
H 2 O + CO CO 2 + H 2.
Ngunit dahil ang KB \u003d 3.5 (higit sa zero), ang mga reaksyon ay inililipat patungo sa pagbuo ng CO 2, H 2 O, N 2, samakatuwid, ang proporsyon ng CO, H 2 at NO na mga gas sa mga paputok na produkto ng decomposition ay hindi gaanong mahalaga. at maaari silang mapabayaan.
2. Bumuo ng equation para sa reaksyon ng paputok na agnas ng mga halo-halong pampasabog: ammonium, na binubuo ng 80% ammonium nitrate NH 4 NO 3 (M = 80), 15% TNT C 7 H 5 N 3 O 6 (M = 227) at 5% aluminum Al (a.m. M = 27).
Ang pagkalkula ng balanse ng oxygen at ang koepisyent α sa halo-halong mga eksplosibo ay isinasagawa tulad ng sumusunod: ang halaga ng bawat isa sa mga elemento ng kemikal na nilalaman sa 1 kg ng pinaghalong ay kinakalkula at ipinahayag sa mga moles. Pagkatapos ay bumubuo sila ng isang kondisyong pormula ng kemikal para sa 1 kg ng isang halo-halong paputok, katulad ng hitsura sa pormula ng kemikal para sa isang indibidwal na paputok, at pagkatapos ay ang pagkalkula ay isinasagawa nang katulad sa halimbawa sa itaas.
Kung ang halo-halong paputok ay naglalaman ng aluminyo, kung gayon ang mga equation para sa pagtukoy ng mga halaga ng CB at α ay magkakaroon ng sumusunod na anyo:
,
,
kung saan ang e ay ang bilang ng mga atomo ng aluminyo sa conditional formula.
Solusyon.
1. Kinakalkula namin ang elemental na komposisyon ng 1 kg ng ammonal at isulat ang conditional chemical formula nito
%.
2. Isulat ang equation ng reaksyon para sa agnas ng ammonal:
C 4.6 H 43.3 N 20 O 34 Al 1.85 \u003d 4.6CO 2 + 21.65H 2 O + 0.925Al 2 O 3 + 10N 2 + 0.2O 2.
4.4.2. Pagkalkula ng komposisyon ng mga produkto ng paputok na agnas ng mga eksplosibo
may negatibong balanse ng oxygen (II group BB)
Tulad ng nabanggit kanina, kapag pinagsama-sama ang mga equation para sa mga reaksyon ng paputok na agnas ng mga eksplosibo ng pangalawang pangkat, ang mga sumusunod na tampok ay dapat isaalang-alang: ang hydrogen ay na-oxidized sa H 2 O, ang carbon ay na-oxidized sa CO, ang natitirang oxygen ay nag-oxidize ng bahagi ng CO sa CO 2 at nitrogen ay inilabas sa anyo ng N 2.
Halimbawa: Gumawa ng equation para sa reaksyon ng explosive decomposition ng pentaerythritol tetranitrate (PETN) C (CH 2 ONO 2) 4 Mthena \u003d 316. Ang balanse ng oxygen ay katumbas ng -10.1%.
Makikita mula sa chemical formula ng heating element na ang oxygen ay hindi sapat hanggang ang hydrogen at carbon ay ganap na na-oxidized (para sa 8 hydrogens, 4 na oxygen atoms ang kailangan upang maging H 2 O \u003d 4H 2 O) (para sa 5 carbon atoms, 10 oxygen atoms ang kinakailangan upang i-on ang CO 2 \u003d 5CO 2) kabuuang 4 + 10 \u003d 14 sa. oxygen, at mayroon lamang 12 atoms.
1. Binubuo namin ang equation ng reaksyon para sa agnas ng elemento ng pag-init:
C (CH 2 ONO 2) 4 \u003d 5CO + 4H 2 O + 1.5O 2 + 2N 2 \u003d 4H 2 O + 2CO + 3CO 2 + 2N 2.
Upang matukoy ang halaga ng CO at CO 2 coefficients:
5CO + 1.5O 2 \u003d xCO + yCO 2,
x + y \u003d n - ang kabuuan ng mga carbon atom,
x + 2y \u003d m - ang kabuuan ng mga atomo ng oxygen,
X + y \u003d 5 x \u003d 5 - y
x + 2y = 8 o x = 8 - 2y
o 5 - y \u003d 8 - 2y; y \u003d 8 - 5 \u003d 3; x \u003d 5 - 3 \u003d 2.
yun. koepisyent sa CO x = 2; sa CO 2 y \u003d 3, i.e.
5CO + 1.5 O 2 \u003d 2CO + 3CO 2.
Mga pangalawang reaksyon (dissociations):
Singaw ng tubig: H 2 O + CO CO 2 + H 2;
2H 2 O 2H 2 + O 2;
Dissociation: 2CO 2 2CO + O 2;
2. Upang matantya ang error, kinakalkula namin ang komposisyon ng mga produkto ng reaksyon ng paputok na agnas, na isinasaalang-alang ang pinakamahalaga sa mga pangalawang reaksyon - ang reaksyon ng singaw ng tubig (H 2 O + CO CO 2 + H 2).
Ang equation ng reaksyon para sa explosive decomposition ng PETN ay maaaring katawanin bilang:
C (CH 2 ONO 2) 4 \u003d uH 2 O + xCO + yCO 2 + zH 2 + 2N 2.
Ang temperatura ng explosive spill ng heating element ay humigit-kumulang 4000 0 K.
Alinsunod dito, ang equilibrium constant ng singaw ng tubig:
.
Isinulat namin at lutasin ang sistema ng mga equation:
,
Ang x + y = 5 (tingnan sa itaas) ay ang bilang ng mga atomo ng carbon;
Ang 2z + 2у = 8 ay ang bilang ng mga atomo ng hydrogen;
Ang x + 2y + u = 12 ay ang bilang ng mga atomo ng oxygen.
Ang pagbabagong-anyo ng sistema ng mga equation ay nabawasan sa pagkuha ng isang quadratic equation:
7.15y 2 - 12.45y - 35 = 0.
(Isang equation ng uri ay 2 + wy + c = 0).
Ang solusyon nito ay mukhang:
,
,
y = 3.248, pagkatapos x = 1.752; z = 0.242; u = 3.758.
Kaya, ang equation ng reaksyon ay tumatagal ng anyo:
C (CH 2 ONO 2) 4 \u003d 1.752CO + 3.248CO 2 + 3.758H 2 O + 0.242H 2 + 2N 2.
Makikita mula sa resultang equation na ang error sa pagtukoy ng komposisyon at dami ng explosive decomposition na mga produkto sa pamamagitan ng tinatayang pamamaraan ay hindi gaanong mahalaga.
4.4.3. Pagguhit ng mga equation para sa mga reaksyon ng paputok na agnas ng mga paputok
may negatibong CB (pangkat III)
Kapag isinusulat ang mga equation para sa reaksyon ng explosive decomposition para sa ikatlong pangkat ng mga eksplosibo, kinakailangang sumunod sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:
1. matukoy ang KB nito sa pamamagitan ng chemical formula ng mga pampasabog;
2. i-oxidize ang hydrogen sa H 2 O;
3. i-oxidize ang carbon na may mga residue ng oxygen sa CO;
4. isulat ang natitirang mga produkto ng reaksyon, sa partikular na C, N, atbp.;
5. Suriin ang mga logro.
Halimbawa : Sumulat ng equation para sa explosive decomposition ng trinitrotoluene (trotyl, tol) C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 .
Molar mass M = 227; KB = -74.0%.
Solusyon: Mula sa pormula ng kemikal, nakikita natin na ang oxygen ay hindi sapat para sa oksihenasyon ng carbon at hydrogen: para sa kumpletong oksihenasyon ng hydrogen, 2.5 oxygen atoms ang kailangan, para sa hindi kumpletong oksihenasyon ng carbon - 7 atoms (9.5 lamang kumpara sa umiiral na 6 atoms) . Sa kasong ito, ang equation ng reaksyon para sa agnas ng TNT ay may anyo:
C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3 \u003d 2.5H 2 O + 3.5CO + 3.5 C + 1.5N 2.
pangalawang reaksyon:
H 2 O + CO CO 2 + H 2;
Hindi kapani-paniwalang Katotohanan
Ang molekular na materyal sa ating pang-araw-araw na buhay ay mahuhulaan na madalas nating nakakalimutan kung ano ang mga kamangha-manghang bagay na maaaring mangyari sa mga pangunahing elemento.
Kahit sa loob ng ating katawan, maraming mga kamangha-manghang reaksiyong kemikal ang nagaganap.
Narito ang ilang kaakit-akit at kahanga-hangang GIF-shaped na kemikal at pisikal na mga reaksyon na magpapaalala sa iyo ng kurso sa chemistry.
mga reaksiyong kemikal
1. "ahas ni Pharaoh" - ang pagkabulok ng mercury thiocyanate
Ang pagkasunog ng mercury thiocyanate ay nagiging sanhi ng pagkabulok nito sa tatlong iba pang mga kemikal. Ang tatlong kemikal na ito naman ay nabubulok sa tatlo pang sangkap, na humahantong sa pag-deploy ng isang malaking "ahas".
2. Nasusunog na posporo
Ang ulo ng posporo ay naglalaman ng pulang posporus, asupre at asin ni Bertolet. Ang init na nabuo ng phosphorus ay nabubulok ang Bertolet salt at naglalabas ng oxygen sa proseso. Ang oxygen ay pinagsama sa sulfur upang makabuo ng isang panandaliang apoy na ginagamit namin upang magsindi ng kandila, halimbawa.
3. Sunog + hydrogen
Ang hydrogen gas ay mas magaan kaysa sa hangin at maaaring mag-apoy sa pamamagitan ng apoy o spark, na nagreresulta sa isang kamangha-manghang pagsabog. Iyon ang dahilan kung bakit ang helium ay mas karaniwang ginagamit ngayon kaysa sa hydrogen upang punan ang mga lobo.
4. Mercury + aluminyo
Ang mercury ay tumagos sa protective oxide layer (kalawang) ng aluminyo, na nagiging sanhi ng mas mabilis na kalawang.
Mga halimbawa ng mga reaksiyong kemikal
5. Lason ng ahas + dugo
Ang isang patak ng viper venom sa isang petri dish ng dugo ay nagiging sanhi ng pagkulot nito sa isang makapal na bukol ng solid matter. Ganito ang nangyayari sa ating katawan kapag tayo ay nakagat ng makamandag na ahas.
6. Iron + copper sulphate solution
Pinapalitan ng bakal ang tanso sa solusyon, na ginagawang iron sulfate ang tansong sulpate. Ang purong tanso ay kinokolekta sa bakal.
7. Pag-aapoy ng lalagyan ng gas
8. Chlorine tablet + medical alcohol sa saradong bote
Ang reaksyon ay humahantong sa pagtaas ng presyon at nagtatapos sa pagkalagot ng lalagyan.
9. Polimerisasyon ng p-nitroaniline
Sa isang gif, ang ilang patak ng concentrated sulfuric acid ay idinagdag sa kalahating kutsarita ng p-nitroaniline o 4-nitroaniline.
10. Dugo sa hydrogen peroxide
Ang isang enzyme sa dugo na tinatawag na catalase ay nagpapalit ng hydrogen peroxide sa tubig at oxygen gas, na lumilikha ng bula ng mga bula ng oxygen.
Mga eksperimento sa kemikal
11. Gallium sa mainit na tubig
Ang Gallium, na pangunahing ginagamit sa electronics, ay may melting point na 29.4 degrees Celsius, na nangangahulugang matutunaw ito sa iyong mga kamay.
12. Mabagal na paglipat ng beta tin sa alpha modification
Sa malamig na temperatura, ang beta allotrope ng lata (pilak, metal) ay kusang nagbabago sa alpha allotrope (grey, powdery).
13. Sodium polyacrylate + tubig
Ang sodium polyacrylate, ang parehong materyal na ginagamit sa mga diaper ng sanggol, ay kumikilos tulad ng isang espongha upang sumipsip ng kahalumigmigan. Kapag inihalo sa tubig, ang tambalan ay nagiging solidong gel, at ang tubig ay hindi na likido at hindi na maibuhos.
14. Ang Radon 220 na gas ay iturok sa fog chamber
Ang V-shaped trail ay dahil sa dalawang alpha particle (helium-4 nuclei) na pinakawalan kapag ang radon ay nasira sa polonium at pagkatapos ay lead.
Mga eksperimento sa home chemistry
15. Hydrogel balls at makulay na tubig
Sa kasong ito, nagaganap ang pagsasabog. Ang Hydrogel ay isang polymer granules na sumisipsip ng tubig nang napakahusay.
16. Acetone + Styrofoam
Ang Styrofoam ay gawa sa Styrofoam, na, kapag natunaw sa acetone, naglalabas ng hangin sa foam, na nagmumukhang tinutunaw mo ang isang malaking halaga ng materyal sa isang maliit na halaga ng likido.
17. Dry ice + dish soap
Ang tuyong yelo na inilagay sa tubig ay lumilikha ng ulap, habang ang sabong panghugas ng pinggan sa tubig ay nagtataglay ng carbon dioxide at singaw ng tubig sa hugis na bula.
18. Isang patak ng detergent na idinagdag sa gatas na may pangkulay ng pagkain
Ang gatas ay halos tubig, ngunit naglalaman din ito ng mga bitamina, mineral, protina, at maliliit na patak ng taba na nasuspinde sa solusyon.
Niluluwagan ng sabong panghugas ng pinggan ang mga bono ng kemikal na nagtataglay ng mga protina at taba sa solusyon. Ang mga molecule ng taba ay nalilito habang ang mga molekula ng sabon ay nagsimulang magmadali upang kumonekta sa mga molekula ng taba hanggang sa ang solusyon ay pantay na halo-halong.
19. Elephant Toothpaste
Ang lebadura at maligamgam na tubig ay ibinubuhos sa isang lalagyan na may detergent, hydrogen peroxide at pangkulay ng pagkain. Ang lebadura ay nagsisilbing isang katalista para sa pagpapalabas ng oxygen mula sa hydrogen peroxide, na lumilikha ng maraming mga bula. Bilang isang resulta, ang isang exothermic reaksyon ay nabuo, na may pagbuo ng foam at ang paglabas ng init.
Mga eksperimento sa kemikal (video)
20. Bulb Burnout
Nasira ang filament ng tungsten, na nagiging sanhi ng electrical short circuit na nagiging sanhi ng pagkinang ng filament.
21. Ferrofluid sa isang garapon na salamin
Ang ferrofluid ay isang likido na nagiging mataas na magnet sa pagkakaroon ng magnetic field. Ginagamit ito sa mga hard drive at sa mechanical engineering.
Isa pang ferrofluid.
22. Iodine + aluminyo
Ang oksihenasyon ng makinis na dispersed na aluminyo ay nangyayari sa tubig, na bumubuo ng mga madilim na lilang singaw.
23. Rubidium + tubig
Napakabilis ng reaksyon ng rubidium sa tubig upang bumuo ng rubidium hydroxide at hydrogen gas. Ang reaksyon ay napakabilis na kung isinasagawa sa isang sisidlang salamin, maaari itong masira.