Кислород плюс пропан: стехиометрическое соотношение окислителя к горючему

Содержание

стехиометрическое соотношение окислителя к горючему

При проектировании и эксплуатации газопламенного оборудования часто возникает вопрос об определении оптимального соотношения количества горючего и окислителя, обеспечивающего их полное сгорание с выделением максимального количества тепловой энергии.

Рассмотрим методику определения оптимального соотношения количества горючего и окислителя на примере: горючий газ – метан (Ch5), окислитель – кислород (O2).

Реакция окисления (горения) метан/кислород:

CH4+2xO2→CO2+2xh3O (1)

Молярная масса одной молекулы: водорода (Н) – 1 г/моль, углерода (C) составляет 12 г/моль, кислород (O) – 16 г/моль. Тогда, молярная масса молекулы метана (CH4) составляет 16 г/моль, а молярная масса молекулы кислорода (O2) составляет 32 г/моль. Как следует из формулы (1), для полного окисления одной молекулы метана (CH4) требуется две молекулы кислорода (O2).

Введем понятие стехиометрического отношения [1] окислителя к горючему (по массе):

где m – масса газа;
ν – количество вещества, моль [2];
M – молярная масса газа;
индекс «ок» – окислитель;
индекс «гг» – горючий газ.

Количество вещества определяется в молях и характеризует число структурных единиц (ими могут быть атомы или молекулы) определяемого вещества, отнесенного к числу структурных единиц (атомов) в 0,012 кг (12 гр) изотопа углерода C12. Из этого следует, что в 0,012 кг (12 гр) изотопа углерода C12 содержится один моль количества вещества. Само число структурных единиц, содержащихся в одном моле вещества, называется числом Авогадро и равно NA = 6,023×1023 моль-1 = 6,023×1026 кмоль-1 [2].

В таком случае количество вещества определяется соотношением:

где N – число структурных единиц (молекул) веществ, участвующих в реакции окисления.

Как указывалось выше, в одном моле любого вещества содержится NA число структурных единиц, при этом у каждого вещества структурная единица обладает своей массой (масса атома, масса молекулы). Следовательно, массой обладает и один моль вещества, эта масса называется молярной массой. В таком случае, если вещество (в частности газ) имеет массу m, а число структурных единиц этого вещества таково, что количества вещества составляет ν, то:

Тогда, в частном случае, при сгорании метана в кислороде, можно записать:

индекс «O2» – кислород;
индекс «CH4» – метан.

На практике измерять массу газа неудобно и используется измерение объемов газа. Для того, что бы определить потребный объем кислорода для полного сгорания 1 м3 метана, запишем уравнение состояния [2] для каждого из газов:

где p – давление газа;
V – объем газа;
R – универсальная газовая постоянная;
T – температура газа.

Следует заметить, что в момент реакции давление и температура газов будут одинаковыми.

Решим соотношения (5а) и (5б) относительно объемов соответствующих газов и определим стехиометрическое отношение кислорода к метану (по объему):

Т.к. стехиометрическое соотношение кислорода к метану для полного сгорания определено в (4), то определим следующие значения для соотношения (6):

В таком случае отношение объема кислорода к объему метана равно 2, т.е. для сжигания 1 м

3 метана потребуется 2 м3 кислорода.

Соотношение (6) можно записать более универсально:

Очень часто в газопламенном оборудовании в качестве окислителя используется воздух, а именно содержащийся в воздухе кислород. По данным, приведенным в [1], процентное содержание кислорода в воздухе (по массе) составляет 23,2%. Запишем соотношение:

где индекс «вз» – воздух;
Если в соотношение (8) числитель (масса кислорода) и знаменатель (масса воздуха) помножить на массу горючего газа, который необходимо сжечь (окислить), то можно перейти к стехиометрическим соотношениям (по массе):

Для исследования процесса горения метана в воздухе необходимо в соотношение (9б) подставить значение

тогда получим

т.

е. для полного сжигания 1 кг метана требуется 17,24 кг воздуха.

Для определения объема воздуха, необходимого для сжигания 1м3 метана, воспользуемся соотношением (7):

где МВЗ = 29 г/моль [1].

В общем виде соотношение (10а) примет вид:

Подставив значения в соотношение (10б), получим, что для сжигания 1 м3 метана потребуется
9,512 м3 воздуха.

Так же в качестве горючих газов часто используются пропан (C3H8) и бутан (C4H10).

Реакция окисления (горения) пропан/кислород и бутан/кислород:

C3H8 + 5xO2 → 3xCO2 + 4xH2O (11)

2xC4H10 + 13xO2 → 8xCO2+10xH2O (12)

Молярные массы: пропана – MC3H8

 = 44 г/моль; бутана – MC4H10 = 58 г/моль.
Используя выводы, сделанные для реакции окисления метана и кислорода, получаем, что требуемая масса кислорода (O2) для сжигания 1 кг пропана (C3H8) – 3,636 кг кислорода (O2), а для сжигания 1 кг бутана (C4H10) – 3,586 кг кислорода (O2).

Тогда можем записать:

Учитывая соотношение (9б), определяем, что

т.е. для сжигания 1 кг пропана необходимо 15,672 кг воздуха, а для сжигания 1 кг бутана – 15,457 кг воздуха.

Используя соотношение (7) или (10б), определяем объем кислорода (O2) и воздуха, которые соответственно необходимы для сжигания 1 м3 пропана и 1 м3 бутана, что показано в таблице 1.

Таблица 1. Расход окислителя на 1 кг (1 м3) горючего газа

Окислитель | Горючий газ Метан (CH4) Пропан (C3H8) Бутан (C4H10)
Кислород (O2) 4 кг (2 м3) 3,636 кг (5 м3) 3,586 кг (6,5 м3)
Воздух 17,24 кг (9,512 м3) 15,672 кг (23,779 м3) 15,457 кг (30,914 м3)

Пропан (C3H8) и бутан (C4H10) чаще всего используются не по отдельности, а как смесь горючих газов. Поэтому требуемое количество окислителя для полного сгорания пропанобутановой смеси будет зависеть от процентного соотношения каждого из компонентов.

Пусть γ – доля (по массе) содержания пропана в смеси, а β – доля (по массе) содержания бутана в смеси. γ и β подчинены следующему соотношению:

γ + β=1 (13)

Т.к. пропан и бутан не вступают в химические реакции, то стехиометрическое отношение для каждого из газов не будет меняться, а стехиометрическое отношение для пропанобутановой смеси в зависимости от окислителя будет определяться соотношением:

индекс «C3H8 – C4H10» – пропанобутановая смесь.
Значения стехиометрических соотношений в зависимости от процентного содержания пропана и бутана в смеси представлены в таблице 2.

Таблица 2. Стехиометрические отношения (по массе) для пропанобутановых смесей

Окислитель | Пропанобутановая смесь
γ = 0,7; β = 0,3 γ = 0,6; β = 0,4 γ = 0,5; β = 0,5
Кислород (O2) 3,621 3,616 3,611
Воздух 15,607 15,586 15,565

Для того, чтобы определить отношение объема окислителя к объему пропанобутановой смеси, обеспечивающее полное сгорание, согласно соотношению (7) необходимо определить молярную массу пропанобутановой смеси – MC3H8-C4H10.
Для этого воспользуемся законом Дальтона [1]:

Надо учитывать, что в законе Дальтона как температура каждого из газов и их смеси, так и объем, занимаемый как отдельным газом, так и их смесью, одинаковы.

Выразив давление для пропана, бутана, а так же их смеси через уравнение состояния, аналогично (5а) и (5б), можем перейти к следующему соотношению:

Учитывая, что

соотношение (16) можно переписать:

Значения молярных масс пропанобутановых смесей для наиболее используемых соотношений γ и β, приведены в таблице 3.

Таблица 3. Молярные массы пропанобутановых смесей

Молярная масса | Пропанобутановая смесь γ = 0,7; β = 0,3 γ = 0,6; β = 0,4 γ = 0,5; β = 0,5
MC3H8-C4H10 47,435 48,702 50,039

Тогда в соответствии с соотношением (7) или (10б) можно рассчитать стехиометрические соотношения (по объему) для различных пропанобутановых смесей, что и приведено в таблице 4.

Таблица 4. Стехиометрические отношения (по объему) для пропанобутановых смесей

Окислитель | Пропанобутановая смесь γ = 0,7; β = 0,3 γ = 0,6; β = 0,4 γ = 0,5; β = 0,5
Кислород (O2) 5,368 5,503 5,647
Воздух 25,529 26,175 26,857

Следует заметить, что полученные значения расхода окислителя (как по массе, так и по объему) на единицу горючего газа, следует увеличить на 2-5%, т.к. в воздухе и техническом кислороде присутствуют другие компоненты, которые под действием высоких температур горения сами вступают в реакцию окисления и тем самым снижают долю окислителя, приходящуюся на горючий газ.

Так же согласно [1] и [2] закон Дальтона и уравнение состояния соблюдаются в диапазоне низких давлений. Тем не менее, большинство газопламенного оборудования используется при давлениях
до 5 МПа, что позволяет применять как полученные соотношения, так и приведенные значения.

Газопламенное оборудование, спроектированное ООО «Машпроект» (сайт: машпроект.рф
E-mail:  Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript ), обеспечивает оптимальное сгорание горючих газов, как в кислороде, так и в воздухе. Поэтому наша продукция обладает высокой топливной эффективностью и, как следствие, низкими эксплуатационными затратами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Глинка Н.Л. Общая химия – Л.: Химия, 1979. – 720 с.

2. Савельев И.В. Общий курс физики. Т. 1 – М.: Наука, 1977 – 416 с.

Резаки и режущие мундштуки – ДECA-Плюс

Описание

Diamond X511

(ацетилен / кислород, пропан / кислород)

Резак с трубками из нержавеющей стали, клавишным вентилем подачи режущего кислорода и со смесительной камерой в мундштуке. Резка метала до 500мм. Различные по длине и углу наклона мундштука модификации резака позволяют подобрать подходящий вариант практически под любые виды работ. При резке можно использовать любой горючий газ, от выбора горючего газа зависит тип используемого мундштука.

Art No. Марка Горючий Газ Длина, мм Угол мундштука
0763379 X 511 470/90 Ацетилен/Пропан 488 90
0767522 X 511D 855/90 Ацетилен/Пропан 855 90
0767506 X 511D 1115/90 Ацетилен/Пропан 1115 90
0767525 Х 511D 1115/75 Ацетилен/Пропан 1115 75
0767523 Х 511D 855/75 Ацетилен/Пропан 855 75


Резаки — Режущие мундштуки

Мундштуки из серии COOLEX 317 и 337 специально сконструированы для грубой резки и имеют следующие характеристики:

  • Быстрое начало процесса резки — благодаря чрезвычайно эффективному нагревающему пламени;
  • Надежность в работе и большая выдерживающая способность- благодаря уникальности охлаждения;
  • Каждый мундштук может работать на большом диапазоне толщин, тем самым экономя время на замену мундштука.

COOLEX-317 для кислород/ацетиленовой резки

Артикул № Марка Толщина материала, мм
219 144 170 317-1 3-50
219 144 171 317-2 50-100
219 144 172 317-3 100-200
219 144 173 317-4 200-300
219 144 174 317-5 300-500

COOLEX-311для кислород/ацетиленовой резки

Артикул № Марка Толщина материала, мм
0768645 311-1 1-3
0768568 311-2 3-10
0768569 311-3 10-25
0768570 311-4 25-50

COOLEX-337 для кислород/пропановой резки — посмотреть (JPG, 11,3Kb)

Артикул № Марка Толщина материала, мм
0768660 331-1 1-3
0768659 331-2 3-10
0768658 331-3 10-25
0768657 331-4 25-50

COOLEX-331 для кислород/пропановой резки

Артикул № Марка Толщина материала, мм
0768660 331-1 1-3
0768659 331-2 3-10
0768658 331-3 10-25
0768657 331-4 25-50

Аксессуары

Артикул № Наименование
740000040076 (JPG, 13,9Kb) Опорная тележка Х511
548914008002 Направляющая циркуля X511

Запасные части к резакам DIAMOND

Артикул № Наименование
740000040076 (JPG, 13,9Kb) Опорная тележка Х511
548914008002 Направляющая циркуля X511

Cварочные наборы

Набор Х11(артикул №204000342) — полный набор, включающий в себя то, что Вам понадобится для сварки, резки, пайки и разогрева. Широкий диапазон принадлежностей увеличивает применимость набора. Х11 работает как с ацетиленом, так и с пропаном.

Набор укомплектован:

Наименование Количество, шт.
Держатель 1
Быстрый соединитель 1
Режущая насадка (ацетилен) 1
Мундштуки для резки НА411 (ацетилен) (№2, 3, 4) 3
Сварочные насадки (№00-4) 6
Иголки для чистки (набор 12 шт) 1
Отсечной клапан BV-12 2
Ключ 1

Аксессуары к набору Х11

Дополнительные мундштуки для резки

Артикул № Марка Газ Толщина резки, мм
201188081 HA 411-1 ацетилен 1.5-3
201188082 HA 411-2 ацетилен 3-8
201188083 HA 411-3 ацетилен 8-20
201188084 HA 411-4 ацетилен 20-50
201188085 HA 411-5 ацетилен 50-100
202150311 HP 413-1 пропан 1-3
202150312 HP 413-2 пропан 3-10
202150313 HP 413-3 пропан 10-20
202150314 HP 413-4 пропан 20-50

Сварочные насадки

Артикул № Расход газа, литр/час
0763647 40
0763648 80
0763649 160
0763650 230
0763651 315
0763652 400
0763653 500
Артикул № Наименование
202232204 Насадка разогревающая ацетилен Х11 500L ACE
202232126 Насадка разогревающая Х11 1000L PB
202235151 Насадка режущая ацетилен ENT (Х11)
202235121 Насадка режущая пропан ENT (Х11)
9558520 Держатель Х11
214100007 Тефлоновые шайбы (набор10шт)

Набор U-7 Универсал

U7 является полным набором для применения в очень широком диапазоне: сварка, резка, пайка, разогрев и т. д. Набор U7 можно приобрести в различных модификациях. На каждом этапе вы покупаете только те инструменты, которые Вам необходимы на данном этапе, и поскольку все части набора подходят друг к другу, то у Вас не будет проблем с его пополнением.


Набор L-6

Набор укомплектован в пластиковый кейс и содержит:

  • Держатель L6 — 1 шт.
  • Сварочные насадки 0,2 – 9мм — 6 шт.
  • Набор чистящих иголок — 1
  • Универсальный ключ. — 1 шт

Набор М-6

Набор укомплектован в пластиковый кейс и содержит:

  • Держатель L6 — 1 шт.
  • Сварочные насадки 2 – 4мм — 3 шт.
  • Сварочные насадки 4 – 6мм — 3 шт.
  • Сварочная насадка 6 – 9мм — 1 шт.
  • Набор чистящих иголок.- 1

Грузовая тележка для двух баллонов (с пропаном и кислородом) серии КП 2

Акции

ООО “Авангард Плюс” регулярно проводит акции и размещает спецпредложения по продаже и обслуживанию складской и строительной техники.

Распродажа!

Виброплита бензиновая Samsan PC 152 ХИТ ПРОДАЖ!
Мощность, кВт/л.с 1,8/2,5
Уплотнение, см 20
Размеры плиты, мм 430х410
Вес, кг 54
22 500 руб
Аппарат для сварки пластиковых труб STEM PWM 900C
Напряжение питания 220В
Частота, Гц 50
Мощность, Вт 900
Вес/в кейсе, кг 1,72/2,65
1 915 руб
Гидравлическая тележка (рохля) модель: AC25
Грузоподъемность, т 2,5
Длинна вил, мм 1150
Ширина вил, мм 550
Высота подъема, мм 200

16 500

11 500 руб


Системы подачи газов в газовых горелках

Газовые горелки находят самое широкое применение в современной промышленности. Они используются при сварке и резке материалов, в работе печей и т.д. Все эти задачи требуют эффективного контроля пламени. И важную роль здесь играет правильно подобранный режим подачи газа.

Одна из характерных особенностей данного применения состоит в том, что регуляторы расхода газа работают при малых значениях входного давления. Падение давления на регуляторе должно быть минимально возможным. Востребованы системы подачи газов, поддерживающие расход даже при сбоях в подаче электрического питания (позволяют избегать дорогостоящих простоев оборудования, печей). Важно не только контролировать расход горючей смеси, но и поддерживать стабильным давление. Колебания давления могут приводить к изменению геометрии пламени, а в ряде ситуаций пламя может даже погаснуть.

Для работы горелки необходима подача двух газов: горючего газа (метан, пропан или ацетилен) и окислителя (воздух или кислород). Для создания и поддержания постоянной конфигурации пламени горелки крайне важно точно контролировать соотношение между расходами этих газов и общий расход смеси. При подборе режима работы горелки следует учитывать, что снижение расхода газа-окислителя до минимально возможного уровня, позволяет уменьшить как расход горючего газа, так и выброс оксидов азота, загрязняющих атмосферу. Кроме того, поддержание стехиометрии горючей смеси также является вопросом безопасности персонала.

Специалисты компании Bronkhorst® предлагают несколько решений для этой задачи. Схема на рисунке ниже успешно обеспечивает стабильный расход газов с заданной пропорциональностью. Электронные регуляторы давления EL-PRESS компенсируют колебания давления, которые могут возникать в линии подачи исходных газов. В итоге регулятор расхода газа работает при стабилизированном входном давлении, что повышает его долговременную стабильность.

Как отмечалось ранее, стабилизированное давление на входе регулятора расхода зачастую бывает низким. В связи с этим в схеме используются расходомеры EL-FLOW Low-∆P, предназначенные как раз для таких условий работы. Регуляторы расхода электронные и оснащаются цифровыми интерфейсами. Приборы имеют настройки, позволяющие при подключении к промышленной шине реализовывать режим работы «ведущий-ведомый», когда расход одного регулятора задается в требуемой пропорции относительно расхода другого прибора. И все это реализуется на уровне настроек расходомеров без необходимости дополнительного программирования контроллера промышленной шины. Расходомеры имеют малое время отклика, что наряду со стабильностью регулирования гарантирует долговременное постоянство пламени.

Другая схема намного проще и используется в задачах, где не столь важна точность задания расхода горючей смеси, но важна отказоустойчивость. Здесь отсутствуют регуляторы давления, и применяются регуляторы расхода серии MASS-STREAM с регулирующими клапанами с электрическим активатором. Расходомеры MASS-STREAM также успешно работают в системах с малыми допустимыми перепадами давления, а кроме того они менее чувствительны к загрязнениям в газовом потоке. Предлагаемые регулирующие клапаны остаются открытыми в промежуточном состоянии в случае отключения электроэнергии. Прибор не будет измерять и регулировать расход, но клапан будет иметь ту же пропускную способность, что и до отключения питания. Таким образом, работа оборудования (печи) не остановится.

По материалам:

https://www.bronkhorst.com/markets/chemical-plastics-metal-glass-industry/application-note-a061-gp99-burner-control/

https://www.bronkhorst.com/markets/chemical-plastics-metal-glass-industry/application-note-a007-cm04-burners-ratio-control/

Горелка пропановая

Горлелка пропановая – экономная работа

Газовая сварка позволяет создавать неразъёмные соединения высокого качества и прочности. Одним из самых часто встречаемых примеров её использования является соединение труб газопроводов.

Пропановые горелки работают со смесью кислород-пропан, пламя которой достигает ~2500 &deg.C

Все горелки требуют первичной продувки кислородом для очистки канала и избавления от воздуха в системе.

Пропановые горелки бывают двух типов – обычные и инжекторные.

Первый тип использует кислород и пропан, подающиеся под одним давлением. Они в первую очередь требуют проверки герметичности и качества изготовления.

Следующий тип пропановых горелок имеет чуть более сложное устройство – доставка в смесительную камеру воспламеняющегося газа осуществляется путём его подсоса через специальную инжекторную систему за счёт более высокого давления кислорода в канале.

Инжекторный тип пропановой горелки требует дополнительной проверки работоспособности, а именно – проверки инжекторного механизма. Перед первым запуском всегда необходимо убедиться, что подсос горючего газа работает.

Такая проверка осуществляется достаточно просто:


• Кислородный рукав подсоединяется на соответствующий штуцер, а штуцер горючего газа остаётся свободным.
• Устанавливается необходимое по паспорту редуктора давление кислорода.
• На пропановой горелке открывается газовый и кислородный вентили:
• Проверяем инжекторную способность пропановой горелки на газовом штуцере – он должен втягивать воздух.

Пропановая газовая сварка, по сути, является несколько менее универсальной заменой ацетиленовой. Сравнительная характеристика показала, что она выдаёт хорошую мощность при горении в кислороде, однако за счёт относительно низкой скорости сгорания имеет удлинённую форму факела и, соответственно, более низкую концентрацию пламени. Плюс, её максимальная температура значительно ниже, чем при использовании ацетилена.

Неоспоримым же плюсом использование пропана является его стабильность, низкая склонность к обратному удару и невысокая стоимость. Это делает использование пропановых горелок более безопасным и простым.

В целом, газосварка нашла широкое применение благодаря своей прекрасной адаптивности она позволяет работать в труднодоступных местах и не требует никаких электродов. Единственный минус – это чуть более низкий уровень производительности, относительно сварки электродом, необходимость использование газобаллонного оборудования и большая требовательность к технике безопасности.

Реакция горения

    Реакция горения. 

           Горение топлива есть одна из форм окисления, т.е. соединения вещества с кислородом. Окисление может протекать различно. Медленное соединение вещества с кислородом называется собственно окислением. Примером процесса более быстрого окисления является реакция горения или горение. Наконец в случае мгновенного соединения горючих с кислородом может произойти взрыв.

          Окисление сопровождается выделением определенного количества тепла. При медленном окислении это тепло постепенно рассеивается, не создавая заметного повышения температуры. При взрыве теплота реакции горения выделятся практически мгновенно, что приводит к бстрому расширению газов.

 

        

Горение углеводородных газов СmHn в кислороде может быть выражено в общем виде уравнением

                  СmHn  + (m+n/4)O2 = mCO2 + (n/2) h3O.

 

        Как известно, чаще всего сжигание газов происходит не в чистом кислороде, а в кислороде воздуха. В воздухе на 21 объем кислорода приходится 79 объемов азота ( если пренебречь незначительным количеством СО2 и редких газов), или на 23,3 массовых частей кислорода приходится 79 : 21 = 3,76 м³ азота, или 1 м³ кислорода содержится в 100 : 21 = 4,76 м³ воздуха.

        В связи с указанным приведенное уравнение реакции горения углеводородных газов в атмосфере воздуха можно написать в виде

 СmHn  + (m+n/4)O2 + 3,76N2) = mCO2 + (n/2) h3O + (m +n/4) 3.76 N2.

         Начально и конечное состояние реакций реакций горения распространенных газов представлены уравнениями, приведенными в табл. 1 и табл.2

                                           Таблица 1

                  Реакция горения горючих газов в кислороде.

                        Газ

Реакция горения

Метан

СН4 + 2О2→ СО2 + Н2О

Этилен

С2Н4 + 3О2 → 2СО2 + 2Н2О

Этан

С2Н6 + 3,5О2 → 2СО2 + 3Н2О

Пропилен

С3Н6 + 4,5О2 → 3СО2 + 3Н2О

Пропан

С3Н8 + 5О2 → 3СО2 + 4Н2О

н-Бутилен и изобутилен

С4Н8 + 6О2 → 4СО2 + 4Н2О

н-Бутан и изобутан

С4Н10 + 6,5О2 → 4СО2 + 5Н2О

н-Пентан

С5Н12 + 8О2 → 5СО2 + 6Н2О

                                               Таблица 2

                         Реакция гоения горючих газов в воздухе.

      Газ

            Реакция горения

Метан

СН4 + 2О2 + 7,52N2 → СО2 + 2Н2О + 7,52N2

Этилен

С2Н4 + 3О2 + 11,28N2 → 2СО2 + 2Н2О + 11,28N2

Этан

С2Н6 + 3,5О2 + 13,16N2 → 2СО2 + 3Н2О + 13,16N2

Пропилен

С3Н6 + 4,5О2 + 16,92N2 → 3СО2 + 3Н2О + 16,92N2

Пропан

С3Н8 + 5О2 + 18,8N2 → 3СО2 + 4Н2О + 18,8N2

н-Бутилен и изобутилен

С4Н8 + 6О2 + 22,56N2 → 4СО2 + 4Н2О + 22,56N2

н-Бутан и изобутан

С4Н10 + 6,5О2 + 24,44N2 → 4СО2 + 5Н2О + 24,44N2

н-Пентан

С5Н12 + 8О2 + 30,08N2 → 5СО2 + 6Н2О + 30,08N2

Резак Норд для аварийной резки сталей до 700мм


Резак ручной повышенной надежности предназначен для кислородной резки углеродистых низколегированных сталей толщиной до 700 мм в тяжелых условиях металлургических и других производств и обеспечивает порезку слябов, блюмов или заготовок. Эксплуатация резаков, работающих на смеси природный газ-кислород, может осуществляться при температуре окружающего воздуха от плюс 40°С до минус 20°С, а работающих на смеси пропан-бутан-кислород при температуре от плюс 40°С до минус 5°С.

Технические характеристики резака “Норд” для аварийной резки сталей до 700мм
Наименование показателя Единица измерения Значение
№ мундштука: 1 2 3
Толщина разрезаемого металла мм 300 500 750
Рабочее давление газов перед резаком
– кислород
– пропан (природный газ)
МПа (кг/см2) 0,8-1,2(1,6) / 8-12(16)
0,05-0,15 / 0,5-1,5
Расход газов, не более
– кислород режущий
– кислород подогревающий
– пропан (природный газ)
м3 40
6-14
6-18
63
6-14
6-18
99
6-14
6-18
Диаметр канала режущего кислорода мм 3,2 4 5
Масса резака кг 3,5
Габаритные размеры мм 1365 х 165 х 231
2065 х 165 х 231

Молекула гексана

Для просмотра молекулы пропана в 3D —>>в 3D с Jsmol

Химические и физические свойства молекулы пропана

А трехуглеродный алкан, пропан иногда полученный из других нефтепродуктов во время добычи нефти или природных переработка газа. Пропан имеет химическое Формула: C 3 H 8

Когда обычно продается в качестве топлива, он также известен как сжиженная нефть газа (СНГ или сжиженный газ) и представляет собой смесь пропана с меньшим количества пропилена, бутана и бутилена, плюс одорант этилмеркаптан, чтобы обеспечить обычно без запаха пропан нюхать.Он используется в качестве топлива при приготовлении пищи на многих барбекю и переносные печи и в автомобилях. Пропан питает некоторые автобусы, вилочные погрузчики и такси и используется для обогрева и приготовление пищи в транспортных средствах для отдыха и кемперах. Во многих сельских районах США, пропан также используется в печах, воде обогреватели, сушилки для белья и другие приборы, производящие тепло. Грузовики доставки заполняют большие резервуары, которые постоянно установлены на имущество (иногда называемое свиней ) или обмен баллоны с пропаном.

Свойства и реакции

Пропан подвергается реакциям горения аналогичным образом. к другим алканам. В присутствии избытка кислорода пропан сгорает с образованием воды и углекислого газа.

C 3 H 8 + 5 O 2 † 3 CO 2 + 4 H 2 O + тепло

Когда недостаточно кислорода для полного сгорания, пропан сгорает с образованием воды и углерода монооксид.

2 C 3 H 8 + 7 O 2 † 6C О + 8 Н 2 О + тепло

В отличие от природного газа пропан тяжелее воздуха (в 1,5 раза плотнее). В сыром виде пропан тонет и скапливается на пол. Жидкий пропан превращается в пар при атмосферном давление и выглядит белым из-за конденсации влаги из воздух.

При правильном сгорании пропан производит около 2500 БТЕ. на кубический фут газа (91 600 БТЕ на галлон жидкости).То полная теплота сгорания одного нормального кубометра пропана составляет около 50 мегаджоулей (€13,8 кВтч) или 101 МДж/м3. в единицах СИ.

Пропан нетоксичен; однако при злоупотреблении в качестве ингалятора это представляет небольшой риск удушья из-за кислородного голодания. Также необходимо отметить, что товарный продукт содержит углеводороды. кроме пропана, что может увеличить риск. Пропан и его смеси может вызвать легкое обморожение при быстром расширении.

Однако сжигание пропана намного чище, чем бензина. не такой чистый, как природный газ. Наличие связей С-С, плюс множественные связи пропилена и бутилена создают органические выхлопы помимо углекислого газа и водяного пара во время типичного горение. Эти связи также вызывают горение пропана с видимое пламя.

См. также:

 

Каталожные номера

1- Молекула пропана – PubChem

2-Центр данных по альтернативным видам топлива — пропан

Пропан (C3H8)

Пропан представляет собой трехуглеродный алкан, обычно газ, но его можно сжимать до транспортируемой жидкости.Его получают из других нефтепродуктов при переработке нефти или природного газа. Он обычно используется в качестве топлива для двигателей, газокислородных горелок, барбекю, переносных печей и центрального отопления жилых помещений.

При использовании в качестве автомобильного топлива он широко известен как сжиженный нефтяной газ (LPG или LP-gas), который может представлять собой смесь пропана с небольшими количествами пропилена, бутана и бутилена. Также добавляется отдушка этантиол, чтобы люди могли легко почувствовать запах газа в случае утечки.

Этимология

Его название произошло от части «пропионовой кислоты» (которая также имеет 3 атома углерода) и суффикса -ан.

Свойства и реакции

Пропан подвергается реакциям горения аналогично другим алканам. В присутствии избытка кислорода пропан сгорает с образованием воды и углекислого газа.

    C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O + тепло Пропан + кислород → углекислый газ + вода

Когда кислорода недостаточно для полного сгорания, происходит неполное сгорание, когда пропан сгорает и образует воду, монооксид углерода, диоксид углерода и углерод.

    C 3 H 8 + 3,5 O 2 → CO 2 + CO + C + 4 H 2 O + тепло Пропан + Кислород → Углекислый газ + Угарный газ + Углерод + Вода

В отличие от природного газа пропан тяжелее воздуха (в 1,5 раза плотнее). В сыром виде пропан тонет и скапливается на полу. Жидкий пропан испаряется при атмосферном давлении и выглядит белым из-за конденсации влаги из воздуха.

При правильном сгорании пропан производит около 50 МДж/кг.Полная теплота сгорания одного нормального кубического метра пропана составляет около 91 мегаджоуля

Пропан нетоксичен; однако при злоупотреблении в качестве ингалятора он представляет небольшой риск удушья из-за кислородного голодания. Коммерческие продукты содержат углеводороды помимо пропана, что может увеличить риск. Обычно хранящийся под давлением при комнатной температуре, пропан и его смеси расширяются и охлаждаются при выпуске и могут вызвать легкое обморожение.

Сжигание пропана намного чище, чем сжигание бензина, хотя и не так чисто, как сжигание природного газа.Наличие связей С-С, а также множественные связи пропилена и бутилена создают органические выхлопы помимо углекислого газа и водяного пара при обычном сгорании. Эти связи также вызывают горение пропана видимым пламенем.

Коэффициенты выбросов парниковых газов для пропана составляют 62,7 кг CO 2 /мБТЕ или 1,55 кг CO 2 на литр или 73,7 кг/ГДж.

В отличие от природного газа пропан тяжелее воздуха (в 1,5 раза плотнее). В сыром виде пропан тонет и скапливается на полу.Жидкий пропан испаряется при атмосферном давлении и выглядит белым из-за конденсации влаги из воздуха.

При правильном сгорании пропан производит около 50 МДж/кг. Полная теплота сгорания одного нормального кубического метра пропана составляет около 91 мегаджоуля

Пропан нетоксичен; однако при злоупотреблении в качестве ингалятора он представляет небольшой риск удушья из-за кислородного голодания. Коммерческие продукты содержат углеводороды помимо пропана, что может увеличить риск. Обычно хранящийся под давлением при комнатной температуре, пропан и его смеси расширяются и охлаждаются при выпуске и могут вызвать легкое обморожение.

Сжигание пропана намного чище, чем сжигание бензина, хотя и не так чисто, как сжигание природного газа. Наличие связей С-С, а также множественные связи пропилена и бутилена создают органические выхлопы помимо углекислого газа и водяного пара при обычном сгорании. Эти связи также вызывают горение пропана видимым пламенем.

Коэффициенты выбросов парниковых газов для пропана составляют 62,7 кг CO 2 /мБТЕ или 1,55 кг CO 2 на литр или 73,7 кг/ГДж.

Использование

Пропан используется в качестве топлива для приготовления пищи на многих барбекю, переносных плитах и ​​в автомобилях. Вездесущий стальной контейнер объемом 4,73 галлона (20 фунтов) часто называют «танком для барбекю». Пропан остается популярным выбором для барбекю и переносных печей, потому что его низкая температура кипения -42 C (-43,6 F) заставляет его испаряться, как только он высвобождается из контейнера под давлением. Следовательно, не требуется карбюратор или другое испарительное устройство; достаточно простой дозирующей форсунки.Пропан приводит в действие некоторые локомотивы, автобусы, вилочные погрузчики, такси и машины для замены льда, а также используется для обогрева и приготовления пищи в транспортных средствах для отдыха и кемпингах. Во многих сельских районах Северной Америки пропан используется в печах, кухонных плитах, водонагревателях, сушилках для белья и других приборах, производящих тепло. В этом случае он обычно хранится в большом стационарном баллоне, который заправляется грузовиком для доставки пропана. По состоянию на 2000 год 6,9 миллиона американских домохозяйств используют пропан в качестве основного топлива для отопления.

Имеющееся в продаже «пропановое» топливо, или сжиженный нефтяной газ, не является чистым. Как правило, в США и Канаде это в основном пропан (не менее 90%), остальное в основном бутан и пропилен (максимум 5%), а также отдушки. Это стандарт HD-5 (Heavy Duty — максимально допустимое содержание пропилена 5%), написанный для двигателей внутреннего сгорания. Сжиженный нефтяной газ при извлечении из природного газа не содержит пропилена. Сжиженный нефтяной газ при очистке от сырой нефти действительно содержит пропилен. Не все продукты с маркировкой «пропан» соответствуют этому стандарту. В Мексике, например, содержание бутана намного выше.

Бытовое и промышленное топливо

В Северной Америке местные грузовики для доставки, называемые «бобтейлами», со средним объемом бака 3000 галлонов, заполняют большие резервуары (иногда называемые скребками ), которые постоянно установлены на территории, или другие сервисные грузовики обменивают пустые баллоны с пропаном на заполненные цилиндры. Большие тягачи с прицепом, называемые «грузовыми лайнерами», со средним объемом бака 10 000 галлонов транспортируют пропан из трубопровода или нефтеперерабатывающего завода на местный завод по доставке.Бобтейл и транспорт не уникальны для рынка Северной Америки, хотя эта практика не так распространена в других местах, и автомобили обычно обозначаются как танкеры . Во многих странах пропан доставляется потребителям в индивидуальных цистернах малого или среднего размера.

Использование пропана быстро растет в неиндустриальных районах мира. Пропан заменяет древесину и другие традиционные источники топлива в таких местах, где его теперь иногда называют «газом для приготовления пищи». Североамериканские грили-барбекю, работающие на пропане, нельзя использовать за границей.«Пропан», продаваемый за границей, на самом деле представляет собой смесь пропана и бутана. Чем теплее страна, тем выше содержание бутана, обычно 50/50, а иногда и до 75% бутана. Использование откалибровано для насадок разного размера, используемых в грилях за пределами США. Американцы, которые берут свои грили за границу, например, военнослужащие, могут найти пропан, соответствующий требованиям США, на биржах военной почты AAFES.

Промышленность Северной Америки, использующая пропан, включает производителей стекла, кирпичные печи, птицефабрики и другие отрасли, которым требуется переносное тепло.

Охлаждение

Пропан также играет важную роль в обеспечении автономного охлаждения, обычно с помощью абсорбционного холодильника.

Смеси чистого сухого «изопропана» (R-290a) (коммерческий термин, используемый для описания смесей изобутана/пропана) и изобутана (R-600a) обладают незначительным потенциалом разрушения озонового слоя и очень низким потенциалом глобального потепления и могут служить функциональной заменой R -12, R-22, R-134a и другие хлорфторуглеродные или гидрофторуглеродные хладагенты в обычных стационарных системах охлаждения и кондиционирования воздуха.

В автомобилях

Такая замена широко запрещена или не рекомендуется в автомобильных системах кондиционирования воздуха на том основании, что использование легковоспламеняющихся углеводородов в системах, изначально предназначенных для работы с негорючим хладагентом, представляет значительный риск возгорания или взрыва.

Продавцы и защитники углеводородных хладагентов возражают против таких запретов на том основании, что таких инцидентов было очень мало по сравнению с количеством систем кондиционирования воздуха транспортных средств, заполненных углеводородами.Один конкретный тест был проведен профессором Университета Нового Южного Уэльса, который непреднамеренно проверил наихудший сценарий внезапной и полной утечки хладагента в салон с последующим воспламенением. Он и еще несколько человек в машине получили ожоги лица, ушей и рук, а несколько наблюдателей получили рваные раны от разбитого стекла окна переднего пассажира.

Автомобильное топливо

Пропан также все чаще используется в качестве автомобильного топлива. В США 190 000 дорожных транспортных средств используют пропан, а 450 000 вилочных погрузчиков используют его для питания. Это третье по популярности автомобильное топливо в Америке после бензина и дизельного топлива. В других частях мира пропан, используемый в автомобилях, известен как автогаз. Около 9 миллионов автомобилей по всему миру используют автогаз.

Преимуществом пропана является его жидкое состояние при умеренном давлении. Это обеспечивает быстрое время заправки, доступную конструкцию топливного бака и запас хода, сравнимый (хотя и меньший) с бензином.Между тем оно заметно чище (как при обращении, так и при сгорании), приводит к меньшему износу двигателя (из-за нагара), не разбавляет моторное масло (часто продлевая интервалы замены масла) и до недавнего времени было относительно выгодным предложением в Северной Америке. Октановое число заметно выше 110. Однако публичные заправочные станции все еще редкость. Многие переоборудованные автомобили имеют приспособления для дозаправки из «бутылок для барбекю». Специально построенные автомобили часто находятся в коммерческих автопарках и имеют частные заправочные станции.

Пропан обычно хранится и транспортируется в стальных баллонах в виде жидкости с паровым пространством над жидкостью. Давление пара в цилиндре зависит от температуры. Когда газообразный пропан вытягивается с высокой скоростью, скрытая теплота испарения, необходимая для создания газа, приводит к охлаждению баллона. (Вот почему вода часто конденсируется на стенках бутылки, а затем замерзает). В экстремальных случаях это может привести к такому значительному снижению давления, что процесс больше не сможет поддерживаться.Кроме того, легкие высокооктановые смеси испаряются раньше, чем более тяжелые низкооктановые. Таким образом, свойства воспламенения изменяются по мере опустошения бака. По этим причинам жидкость часто отбирают с помощью погружной трубки.

Прочее
  • Пропан используется в качестве исходного сырья для производства базовых нефтехимических продуктов при паровом крекинге.
  • Пропан используется в некоторых огнеметах в качестве топлива или в качестве нагнетающего газа.
  • Некоторое количество пропана становится сырьем для пропилового спирта, обычного растворителя.
  • Пропан является основным топливом для воздушных шаров.
  • Используется в производстве полупроводников для осаждения карбида кремния.
  • Пропан смешивается с силиконом для образования пропеллента (продается как зеленый газ), который используется для питания газовых пистолетов, используемых в боевых играх страйкбола.
  • Жидкий пропан обычно используется в тематических парках и в киноиндустрии в качестве недорогого высокоэнергетического топлива для взрывов и других спецэффектов.
Опасность пропана и альтернативное газовое топливо

Пропан тяжелее воздуха.Если произойдет утечка в топливной системе пропана, газ будет иметь тенденцию просачиваться в любое закрытое пространство и, таким образом, создавать риск взрыва и возгорания. Типичный сценарий — протекающий баллон, хранящийся в подвале; утечка пропана стекает по полу к запальнику печи или водонагревателя и приводит к взрыву или пожару.

Пропан покупается и хранится в жидкой форме (СНГ), поэтому энергия топлива может храниться в относительно небольшом пространстве. Сжатый природный газ (СПГ), в основном метан, является еще одним газом, используемым в качестве топлива, но его нельзя сжижать путем сжатия при нормальных температурах (которые намного выше критической температуры метана, и поэтому для хранения требуется очень высокое давление (что создает опасность, связанную с в случае аварии баллон с КПГ может взорваться с большой силой или достаточно быстро, чтобы превратиться в самоходную ракету).Таким образом, СПГ гораздо менее эффективно хранить из-за необходимости большого объема резервуара. Таким образом, пропан гораздо чаще используется в качестве топлива для транспортных средств, чем природный газ, и требует давления всего 1220 килопаскалей (177 фунтов на квадратный дюйм), чтобы поддерживать его в жидком состоянии при температуре 37,8 ° C (100 F).

Измерение остатка в пропановом баллоне

Уровень жидкости в баллоне с пропаном можно измерить с помощью внутреннего магнитного «поплавка». Затем внешний манометр может определять положение поплавка в резервуаре. Эта магнитная поплавковая система не может точно измерить общее количество пропана, поскольку газообразная часть пропана внутри резервуара не учитывается при измерении.

Самый точный способ измерить количество пропана, оставшегося в баллоне с пропаном, — это взвесить его. На боковой стороне бака должны быть выбиты буквы TW, за которыми следует цифра. Это число представляет собой вес пустого резервуара в фунтах или его собственный вес. Типичный баллон с пропаном на 5 галлонов может иметь собственный вес 10 фунтов. Если бы этот баллон весил 20 фунтов, то из этого следует, что в баллоне хранится 10 фунтов пропана

Галлон пропана содержит 91 690 БТЕ. Умножение этого числа на количество галлонов в баке дает 152 205 БТЕ тепловой энергии (1.66 91 690 = 152 205).

Затем можно рассчитать время работы конкретного устройства, если известно потребление БТЕ устройства. Это число, выраженное в БТЕ в час, обычно можно найти на приборе или у производителя. Продолжая этот пример, устройство, потребляющее 12 000 БТЕ в час, обеспечит 12,68 часов работы (152 205 12 000 ≈ 12,68).

Источники

Пропан производится как побочный продукт двух других процессов: переработки природного газа и нефтепереработки.

Переработка природного газа включает удаление бутана, пропана и больших количеств этана из неочищенного газа для предотвращения конденсации этих летучих веществ в трубопроводах природного газа. Кроме того, нефтеперерабатывающие заводы производят некоторое количество пропана в качестве побочного продукта крекинга нефти в бензин или печное топливо.

Предложение пропана не может быть легко скорректировано с учетом возросшего спроса из-за того, что производство пропана является побочным продуктом. Около 90% пропана в США производится внутри страны.

Соединенные Штаты импортируют около 10% пропана, потребляемого каждый год, причем около 70% этого объема поступает из Канады по трубопроводу и по железной дороге. Остальные 30% импортируемого пропана поступают в США из других источников морским транспортом.

После производства североамериканский пропан хранится в огромных соляных пещерах, расположенных в форте Саскачеван, Альберта, Канада; Мон Бельвье, Техас и Конвей, Канзас. Эти соляные пещеры были выдолблены в 1940-х годах и могут хранить до 80 миллионов баррелей пропана и более.Когда пропан необходим, большая его часть транспортируется по трубопроводам в другие районы Среднего Запада, Севера и Юга для использования потребителями. Пропан также доставляется баржами и железнодорожными вагонами в некоторые районы США.

Реакция пропана с кислородом!

СЛОВО: 

C 3 H 8 + O 2 → CO 2 + H 2 O + тепло

СБАЛАНСИРОВАННОЕ ХИМИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ:

C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O + тепло

пропан + кислород → углекислый газ + вода + тепло

ВИЗУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СБАЛАНСИРОВАННОГО ХИМИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ:

ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕАКТОВ:

ПРОПАН :  

  • (нетоксичный) трехуглеродный алкановый газ
  • Может быть сжат до транспортабельной жидкости
  • Это бесцветный газ
  • Температура плавления =  – 187. 7       Точка кипения = – 42,1 C 90 196
  • Молярная масса = 44,1 г
  • Пропан, смешанный с бутаном, в основном используется в качестве автомобильного топлива
  • Производится как побочный продукт двух других процессов – переработки природного газа и нефтепереработки
  • Тяжелее воздуха
  • Плотность энергии = 46,44 МДж/кг

                                           <– барбекю на пропане

  • Применение: нагреватели для бассейнов и спа/джакузи, обогреватели для патио, печи, топливо для барбекю, топливо для воздушных шаров, камины, генераторы

 

КИСЛОРОД:

  • бесцветный газ                                                                          
  • Температура плавления = -218.Точка кипения= -182,95°C                   90 196

                                    <–атом кислорода

  • Атомный номер 8 с символом O
  • Группа халькогенов в периодической таблице элементов
  •  Высокореакционноспособный неметаллический элемент, который легко образует соединения почти со всеми другими элементами
  •  3 rd самая распространенная масса во Вселенной (гелий и водород)
  •  Все основные структурные молекулы живых организмов (жиры, углеводы, белки) содержат кислород
  •  Кислород необходим живым организмам для выживания
  •  Он также используется для: медицинских целей (обработка кислородом), жизнеобеспечения и рекреационных целей (подводное плавание с аквалангом, кислородный бар, генераторы, подводные лодки, кислородные маски и т.  д.), промышленных целей (переплавка железной руды в сталь)

КАК ПОЛУЧАЮТ РЕАКТИВЫ:

КИСЛОРОД  получают для промышленного использования фракционной перегонкой жидкого воздуха, электролизом воды или нагреванием оксида марганца (IV) с хлоратом калия.В лаборатории его получают действием катализатора оксида марганца (IV) на перекись водорода. Простой лабораторный тест на кислород заключается в том, что он повторно зажигает светящуюся жидкость. Кислород необходим для горения и используется с этином (ацетиленом) при высокотемпературной кислородно-ацетиленовой сварке и резаках.

ПРОПАН представляет собой богатый энергией газ, родственный нефти и природному газу. Пропан обычно находится в смеси с залежами природного газа и нефти под землей.Пропан называют ископаемым топливом, потому что он образовался миллионы лет назад из остатков крошечных морских животных и растений. Пропан поступает из природного газа и нефтяных скважин. Примерно половина пропана, используемого в Соединенных Штатах, производится из сырого природного газа. Сырой природный газ состоит примерно на 90 процентов из метана, на пять процентов из пропана и на пять процентов из других газов. Пропан отделяют от других газов на заводе по переработке природного газа. Другая половина наших поставок пропана поступает с нефтеперерабатывающих заводов или импортируется.Многие газы отделяются от нефти на нефтеперерабатывающих заводах, и пропан является наиболее важным из них. Поскольку США импортируют две трети используемой нами нефти, большая часть пропана выделяется из этой импортируемой нефти.

УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РЕАКЦИИ:

Реакция проана и кислорода происходит при высоких давлениях как пропана, так и кислорода. Селективное образование акролеина и акрилонитрила также требует высокой температуры реакции около 500°C. Окисление пропана до акролеина и аммоксидирование до акрилонитрила молекулярным кислородом протекают на комплексных металлооксидных катализаторах.

ТИП РЕАКЦИИ:

Одинарный водоизмещение.

ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ:

УГЛЕРОДА ДВУОКИСЬ:

  • состоит из двух атомов кислорода, ковалентно связанных с одним атомом углерода
  • CO 2  следовый газ, составляющий 0,039 % атмосферы
  • бесцветный газ без запаха
  • Точка плавления = -78 °C                Точка кипения = -57 °C
  • может быть получен путем перегонки на воздухе или путем воздушной перегонки
  • Применение: пищевая, нефтяная и химическая промышленность, отдых (пневматическое оружие, пейнтбольное оружие и т. д.), виноделие, пневматические системы, огнетушители,

ВОДА:

  • Его молекула содержит один атом кислорода и два атома водорода, соединенных ковалентными связями
  • это может быть жидкость, твердое тело или газ (пар или водяной пар)  и в жидкокристаллическом состоянии вблизи гидрофильных поверхностей
  • необходим для всех форм жизни
  • прозрачен, без вкуса и запаха
  • все основные компоненты клеток растворены в воде
  • молекула воды не является линейной и атом кислорода имеет более высокую электроотрицательность, чем атомы водорода
  • Точка кипения = 100 °C         Точка плавления = 0 °C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ:

Пропан используется в качестве топлива в печах для обогрева, при приготовлении пищи, в качестве источника энергии для водонагревателей, сушилок для белья, барбекю и переносных печей. Низкая температура кипения (-42°C) делает пропан популярным для барбекю и переносных печей. Пропан используется для обогревателей патио, обогревателей для джакузи, печей и т. д. Тепло, производимое пропаном и кислородом, также используется для воздушных шаров. Пропан заменяет древесину другими традиционными источниками топлива во всем мире.

ЗНАЧЕНИЕ РЕАКЦИИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ:

Обладая многими из тех же экологических и экономических преимуществ природного газа, пропан используется более чем 14 миллионами семей для топлива своих печей, водонагревателей, кондиционеров, уличных грилей, каминов, сушилок и кухонных плит.Пропан легко транспортировать, и его можно использовать за пределами магистральных газопроводов. Производство пропана состоит из почти 4000 компаний по всей стране, в которых работает 96 000 человек, которые обеспечивают пропаном домовладельцев, строителей, фермеров, управляющих автопарками и автопогрузчиками, а также других лиц. клиенты. Пропан обычно хранится и транспортируется в стальных баллонах в виде жидкости с паровым пространством над жидкостью. Давление пара в цилиндре зависит от температуры.

 <– камин на пропане                   <– обогреватель на пропане

ИСТОРИЯ:

Пропан был впервые идентифицирован как летучий компонент в бензине доктором Дж.Уолтер О. Снеллинг из Горного бюро США в 1910 году. С тех пор этот газ подвергался очистке, и ученые разработали способы сжижения газов НД во время очистки природного бензина. Это создало компанию American Gasol Co., первого коммерческого продавца пропана. К 1967 году 67% жителей США имели в своих домах пропан или природный газ для приготовления пищи. К 1958 году продажи пропана в США достигли 7 миллионов галлонов в год. Пропан с тех пор вырос, и поэтому он использует.

** Пропан подвергается реакциям горения аналогично другим алканам.В присутствии избытка кислорода пропан сгорает с образованием воды и углекислого газа. **

 

Ссылки:   http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/reaction.html

                         http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20070816205130AAqRbQo

                         http://www.need.org/needpdf/infobook_activities/SecInfo/PropaneS.pdf

                          http://en.wikipedia.org/wiki (кислород, углекислый газ, пропан и вода)

                     

                         http://mac122.icu.ac.jp/biobk/BioBookCHEM1.html

                         http://sfscience.wordpress.com/2010/04/10/hydrocarbon-explosions/

                         http://www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=721300486

Нравится:

Нравится Загрузка…

11.6: Реакции горения – Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Реакции горения
  2. Резюме

Жареный зефир на открытом огне популярен во время кемпинга и во время пикников. Хитрость заключается в том, чтобы получить зефир красивого золотисто-коричневого цвета, не поджигая его. Слишком часто человеку, жарящему зефир, не удается, и зефир внезапно загорается на палочке — прямо на его глазах происходит реакция горения!

Реакции горения

Реакция горения — это реакция, при которой вещество вступает в реакцию с газообразным кислородом, высвобождая энергию в виде света и тепла. Реакции горения должны включать \(\ce{O_2}\) как один реагент.При сгорании газообразного водорода образуется водяной пар:

\[2 \ce{H_2} \left( g \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{H_2O} \left( g \right)\]

Обратите внимание, что эта реакция также считается комбинированной реакцией.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Взрыв Гинденберга. (CC BY-NC; CK-12)

Hindenberg был заполненным водородом дирижаблем, который потерпел аварию при попытке приземлиться в Нью-Джерси в 1937 году. Водород немедленно сгорел в виде огромного огненного шара, уничтожив дирижабль и убив 36 человек. люди.Химическая реакция была простой: водород соединяется с кислородом с образованием воды.

Многие реакции горения происходят с углеводородом, соединением, состоящим исключительно из углерода и водорода. Продуктами сгорания углеводородов являются углекислый газ и вода. Многие углеводороды используются в качестве топлива, поскольку при их сгорании выделяется очень большое количество тепловой энергии. Пропан \(\left( \ce{C_3H_8} \right)\) представляет собой газообразный углеводород, который обычно используется в качестве источника топлива в газовых грилях.

\[\ce{C_3H_8} \left( g \right) + 5 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 3 \ce{CO_2} \left( g \right) + 4 \ce{H_2O } \влево( г \вправо)\]

Пример \(\PageIndex{1}\)

Этанол можно использовать в качестве источника топлива в спиртовке. Формула этанола: \(\ce{C_2H_5OH}\). Напишите сбалансированное уравнение сгорания этанола.

Раствор

Шаг 1: Планирование проблемы .

Этанол и кислород являются реагентами.Как и в случае с углеводородом, продуктами сгорания спирта являются углекислый газ и вода.

Шаг 2: Решите .

Напишите уравнение скелета:

\[\ce{C_2H_5OH} \left( l \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow \ce{CO_2} \left( g \right) + \ce{H_2O} \left ( г \право)\]

Сбалансируйте уравнение.

\[\ce{C_2H_5OH} \left( l \right) + 3 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{CO_2} \left( g \right) + 3 \ce{H_2O } \влево( г \вправо)\]

Шаг 3: Подумайте о своем результате.

Реакции горения должны иметь кислород в качестве реагента. Обратите внимание, что образующаяся вода находится в газообразном, а не в жидком состоянии из-за высоких температур, сопровождающих реакцию горения.

Резюме

  • Реакция горения — это реакция, при которой вещество вступает в реакцию с газообразным кислородом, высвобождая энергию в виде света и тепла.
  • Приведены примеры реакций горения.

Глава 11: Горение (обновлено 31.05.10)

Глава 11: Горение (обновлено 31.05.10)

Глава 11: Возгорание
(Спасибо к Дэвид Bayless за помощь в написании этот раздел)

Введение – До этого точка теплоты Q во всех задачах и примерах была либо заданной значение или было получено из отношения первого закона.Однако в различных тепловые двигатели, газовые турбины и паровые электростанции полученный в результате процессов сжигания с использованием либо твердого топлива (например, уголь или дрова). жидкое топливо (например, бензин, керосин или дизельное топливо), или газообразное топливо (например, природный газ или пропан).

В этой главе мы познакомимся с химией и термодинамика горения родовых углеводородных топлив – (C x H y ), в котором окислителем является кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. Обратите внимание, что мы не будем рассматривать сжигание твердого топлива или сложные смеси и смеси углеводородов, входящие в состав бензин, керосин или дизельное топливо.

Атмосферный воздух содержит примерно 21% кислорода (O 2 ) по объему. Остальные 79% «других газов» в основном азот (N 2 ), т.е. будем считать, что воздух состоит из 21 % кислорода и 79 % азота. объем. Таким образом, каждый моль кислорода, необходимый для окисления углеводорода, сопровождается 79/21 = 3,76 моль азота. Используя эту комбинацию молекулярная масса воздуха становится 29 [кг/кмоль]. Обратите внимание, что это предполагается, что азот обычно не подвергается никакому химическому воздействию. реакция.

Процесс горения – Основной процесс горения можно описать топливом (т. углеводород) плюс окислитель (воздух или кислород), называемый Реагенты , которые подвергаются химическому процессу с выделением тепла с образованием Продукты сгорания так, чтобы масса сохранялась. в простейший процесс горения, известный как стехиометрический Горение , весь углерод в топливе образует двуокись углерода (CO 2 ) и весь водород образует воду (H 2 O) в продуктах, поэтому химическую реакцию можно записать так:


где z известен как стехиометрический коэффициент для окислителя (воздуха)

Обратите внимание, что эта реакция дает пять неизвестных: z, a, b, c, d, поэтому нам нужно решить пять уравнений. стехиометрический сжигание предполагает, что в продуктах нет избыточного кислорода, поэтому d = 0. Остальные четыре уравнения получаем из балансировки числа атомов каждого элемента в реагентах (углерод, водород, кислород и азот) с количеством атомов этих элементов в продукты. Это означает, что ни один атом не разрушается и не теряется в реакция горения.

  Элемент

Сумма в реагентах

 =

  Сумма в продуктах

  Сокращенное уравнение

 Углерод (C)

х

 

а

а = х

 Водород (H)

 и

 

 2b

 б = у/2

Кислород (O)

 2z

 

 2а+б

 z = а + b/2

Азот (N)

 2(3. 76)з

 

 2с

 c = 3,76z

Обратите внимание, что образовавшаяся вода может находиться в виде пара или жидкой фазы в зависимости от температуры и давления продукты горения.

В качестве примера рассмотрим стехиометрическое горение метана (СН 4 ) в атмосферном воздухе. Приравнивание моляра коэффициенты реагентов и продуктов получаем:

Теоретическое соотношение воздух-топливо и воздух-топливо -The минимальное количество воздуха, обеспечивающее полное сгорание топлива называется Теоретическая Air (также называемый Стехиометрический воздух ).В этом случае продукты не содержат кислорода. Если мы поставляем меньше, чем теоретический воздух, тогда продукты могут содержать углерод монооксида (CO), поэтому нормальная практика заключается в подаче более теоретический воздух, чтобы предотвратить это явление. Это Превышение Air приведет к появлению кислорода в продукты.

Стандартная мера количества воздуха, используемого в процесс сгорания Air-Fuel Соотношение (AF), определяемое следующим образом:

Таким образом, рассматривая только реагенты метана сгорания с теоретическим воздухом, представленным выше, получаем:

Решенная проблема 11.1 – В этой задачи мы хотим разработать уравнение горения и определить соотношение воздух-топливо для полного сгорания н-бутана (C 4 H 10 ) с а) теоретическим воздухом и б) 50% избытком воздуха.


Анализ продуктов сгорания – Горение всегда происходит при повышенных температурах и будем считать, что все продукты сгорания (включая воду пар) ведут себя как идеальные газы. Так как газ у них разный. постоянных, удобно использовать уравнение состояния идеального газа в через универсальную газовую постоянную следующим образом:

При анализе продуктов сгорания имеется ряд предметов, представляющих интерес:

  • 1) Что такое объемный процент конкретных продуктов, в частности двуокиси углерода (CO 2 ) и углерод монооксид (СО)?

  • 2) Что такое роса точка водяного пара в продуктах сгорания? Это требует оценка парциального давления паровой составляющей водяного пара продукты.

  • 3) Имеются экспериментальные методы объемного анализ продуктов сгорания, обычно проводимый на Dry Основа , что дает объемный процент всех компонентов, кроме водяного пара. Это позволяет простой метод определения фактического соотношения воздух-топливо и избытка используемого воздуха в процессе горения.

Для идеальных газов мы находим, что мольная доля y i i-го компонента в смеси газов при удельном давлении P а температура T равна объемной доле этого компонента.
Поскольку из молярного отношения идеального газа: P.V = N.R u .T, у нас есть:

Кроме того, поскольку сумма объемов компонентов V i должны равняться общему объему V, имеем:

Используя аналогичный подход, мы определяем частичную давление компонента с использованием закона парциальных давлений Дальтона:

Проблема решена 11.2 – В эта проблема Пропан (C 3 H 8 ) сжигается с 61% избыточного воздуха, который поступает в камеру сгорания при 25°С. Предполагая полное сгорание и полное давление 1 атм. (101,32 кПа), определите а) соотношение воздух-топливо [кг воздуха/кг топлива], б) объемный процент двуокиси углерода в продуктах, и c) температура точки росы продуктов.

Проблема решена 11.3 – В эта проблема Этан (C 2 H 6 ) сжигается атмосферным воздухом, а объемный анализ сухие продукты сгорания дают следующее: 10% CO 2 , 1% CO, 3% O 2 и 86% N 2 .Развивать уравнение горения, и определить а) процент избытка воздух, б) соотношение воздух-топливо, и в) точка росы сгорания продукты.


Первый закон анализа горения – Основной целью горения является получение тепла за счет изменения энтальпии от реагентов к продуктам. Из первого закона уравнение в контрольном объеме без учета кинетической и потенциальной энергии изменения и при условии, что работа не выполняется, мы имеем:

, где суммирование проводится по всем продукты (p) и реагенты (r). N относится к количеству молей каждого компонента, а h [кДж/кмоль] относится к молярной энтальпии каждый компонент.

Поскольку существует ряд различных веществ нам необходимо установить общее эталонное состояние для оценки энтальпии, обычно выбирают 25 ° C и 1 атм, что обычно обозначается верхним индексом о. Проф. С. Бхаттачарджи из Государственный университет Сан-Диего разработал экспертную веб-систему в < www.thermofluids.net > называется ТЕСТ ( Т он E эксперт S система для T (гермодинамика) в который он включил набор таблиц свойств идеального газа, основанных на по энтальпии h o = 0 по этой общей ссылке.Мы адаптировали некоторые из этих таблиц специально для этого раздела, и их можно найти в по следующей ссылке:

Горение Таблицы молярной энтальпии

В качестве примера снова рассмотрим полное сгорание метана (CH 4 ) с теоретическим воздухом:

Обратите внимание, что в реагентах и ​​продуктах В приведенном выше примере у нас есть основные элементы O 2 и N 2 как а также соединения CH 4 , CO 2 и H 2 O. Когда соединение образуется, изменение энтальпии называется Энтальпия пласта , обозначаемый h f o , и для нашего примера:

Вещество

Формула

hfo [кДж/кмоль]

Углекислый газ

СО 2 (г)

-393 520

Водяной пар

Н 2 О(г)

-241 820

Вода

Н 2 О(л)

-285 820

Метан

CH 4 (г)

-74 850

где (g) относится к газу и (l) относится к жидкость.

Знак минус означает, что процесс Экзотермический , т. е. при образовании соединения выделяется тепло. Обратите внимание, что энтальпия образования основных элементов O 2 и N 2 составляет нуль.

Сначала рассмотрим случай, когда имеется достаточно теплообмен таким образом, что и реагенты, и продукты находятся в 25°C и давление 1 атм, и что водный продукт является жидким. С заметного изменения энтальпии нет, уравнение энергии принимает вид:

Это тепло (Qcv) называется энтальпией . Горения или Нагрева Стоимость топлива.Если продукты содержат жидкую воду, то это Высшее Теплота сгорания (как в нашем примере), однако, если продукт содержит водяной пар, то это Нижний Теплотворная способность топлива. То энтальпия сгорания – это наибольшее количество тепла, которое может быть выделяется данным топливом.

Адиабатическая температура пламени – Противоположная крайность приведенного выше примера, в котором мы оценивали энтальпией сгорания является случай адиабатического процесса, в котором тепло не выделяется. Это приводит к значительной температуре увеличение продуктов сгорания (обозначается Адиабатическая Температура пламени ), которая может быть уменьшается за счет увеличения соотношения воздух-топливо.

Решенная проблема 11.4 – Определить адиабатическая температура пламени для полного сгорания Метан (CH 4 ) с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме.

Это уравнение может быть решено только итеративным метод проб и ошибок с использованием таблиц Sensible Энтальпия против температуры для всех четырех составные части продукции – СО 2 , Н 2 О, О 2 , и N 2 .Быстрый приближение к адиабатической температуре пламени может быть получено с помощью при условии, что продукты полностью состоят из воздуха. Этот подход был представлен нам Поттер и Somerton в их Schaum’s Очерк термодинамики для инженеров , в котором они предполагали, что все продукты будут N 2 . Мы находим более удобным использовать воздух, предполагая репрезентативное значение из конкретных Теплоемкость воздуха : С р, 1000К = 1,142 [кДж/кг.К].

Таким образом, суммируя все моли продуктов, мы имеем:

Использование таблиц Разумный Энтальпия против температуры мы оценили энтальпии всех четырех продуктов при температуре 1280К.Этот в результате общая энтальпия составила 802 410 [кДж/кмоль топлива], что составляет очень близко к требуемому значению, что оправдывает такой подход.

Проблема 11.5 – Определить адиабатическую температуру пламени. полное сгорание пропана ( C 3 H 8 ) с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме [T = 1300К].

__________________________________________________________________________________________


Инженерная термодинамика Израиля Уриэли находится под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3. 0 США Лицензия

Блог Склада сварщиков

Мне часто звонят по поводу использования кислород + пропан или кислород + пропилен вместо ацетилен + кислород.

Короткий ответ на вопрос в заголовке: «Да» и «Нет».

Извините за двусмысленность, но все зависит от того, что вы хотите сделать! Позволь мне объяснить!

Варианты топливного газа

Комплекты

Кислород + Топливный газ раньше были простыми, у вас был Кислород + Ацетилен! Однако в настоящее время вода замутна рядом факторов.

  • Ацетилен может быть трудно и дорого достать.
  • Аренда баллонов для ацетиленовых баллонов резко подорожала.
  • Ацетилен часто вызывает тревогу у должностных лиц, заботящихся о здоровье и безопасности, из-за его горючести и нестабильности!

К сожалению, кислород/ацетилен по-прежнему является лучшим универсальным газовым комбо, но есть жизнеспособные альтернативы, если вы знаете, что хотите делать, и тщательно выбираете.

Окси-пропан

Пропан является наиболее легкой альтернативой ацетилену в качестве топливного газа и обычно поставляется в баллонах под залог, а не сдается в аренду (как это обычно бывает с ацетиленом).

Для большинства пользователей пропан обходится дешевле, особенно для нечастых пользователей комплектов кислород+топливо. Единственным реальным недостатком использования кислорода/пропана является то, что его нельзя использовать для реальной сварки. Однако комплекты, работающие на кислороде и пропане, идеально подходят для серебряного припоя, пайки, резки и нагрева. Так что, если вы не хотите сваривать, кислород и пропан — отличный способ! Кислород + пропан обеспечивает температуру пламени около 1800⁰C.

Окси-пропилен

ProGas 2000 Kit

Propylene представляет собой смесь газов, включая пропан, и доступен в одноразовых канистрах ряда брендов, включая Gasex, Mapp и Turbo Gas, а также в больших многоразовых баллонах.Смесь кислорода и пропилена горит немного горячее, чем кислород и пропан, обычно около 3100 ⁰C, и поэтому ее можно считать лучшей, поскольку работа быстрее достигает рабочей температуры.

К сожалению, как и пропан, пропилен не подходит для сварки плавлением. Вы найдете людей, которые скажут вам, что его можно использовать для сварки, но в ходе испытаний, которые я проводил, сварные швы, которые он производил, были довольно хрупкими, поэтому я определенно буду делать что-то структурное или от чего зависит моя жизнь. с этим!!!

Однако

кислород + пропилен отлично подходит для серебряного припоя, пайки и нагрева.

Оборудование

кислород + пропан также должно использоваться для кислород + пропилен.

The Welders Warehouse предлагает ряд отличных комплектов. Пожалуйста, посетите нашу страницу кислородно-пропановых/пропиленовых комплектов, чтобы ознакомиться с ассортиментом!

Кислородно-пропановая/пропиленовая горелка

Хотя стандартная кислородно-ацетиленовая горелка может использоваться для кислородно-пропановой/пропиленовой горелки, она далека от идеала. Пропан и пропилен – газы с более медленным горением.

Пропан и пропилен также проходят через систему в виде пара, а не газа, фактически не превращаясь в газ, пока не встретятся с воздухом.

Компания Welders Warehouse разработала две специальные многоструйные горелки для кислорода, пропана и пропилена.

Легкая кислородно-пропановая/пропиленовая горелка

Сверхмощная кислородно-пропановая/пропиленовая горелка

Оба используют нашу собственную, специально разработанную многоструйную насадку, которую намного легче зажечь и с меньшей вероятностью продуть по сравнению с кислородно-ацетиленовой насадкой.

Выводы

При правильном оборудовании пропан или пропилен в смеси с кислородом являются жизнеспособной альтернативой кислородоацетилену для большинства применений, за исключением сварки плавлением.

Надеюсь, эта статья оказалась вам полезной.

Вам также может быть полезна моя статья «Переход с окси-ацетилена на окси-пропан или пропилен».

Пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете об этой статье, оставив комментарий.  Не волнуйтесь, ваш адрес электронной почты не будет добавлен в базу данных или передан другим пользователям, и вы не будете получать нежелательные электронные письма.

Ура

Грэм

Технический консультант — ООО «Сварщики»

Стехиометрия

Химическая промышленность Реакции


Поскольку атомы не образуются и не разрушаются в химическом реакции, общая масса продуктов реакции должна быть равно сумме масс реагентов.


Химические уравнения

Химические реакции описываются химическими уравнениями.

Пример: Реакция между водородом и кислородом с образованием вода представлена ​​следующим уравнением.

2 Н 2 + О 2 2 Н 2 О

Часто бывает полезно указать, являются ли реагенты или продукты являются твердыми, жидкими или газообразными, написав s , l , или г в скобках после символа реагентов или продуктов, как показано в следующих уравнениях.

2 H 2 ( г ) + O 2 ( г ) 2 H 2 O( г )

2 Al( s ) + Fe 2 O 3 ( s ) Al 2 O 3 ( s ) + 2 Fe( l )

Потому что так много реакций происходит, когда растворы двух вещества, растворенные в воде, смешаны, специальный символ, aq , используется для описания этих водных растворов .

Процесс, при котором образец растворяется в воде, будет обозначаются уравнениями, такими как следующие.

  Н 2 О  
С 12 Н 22 О 11 ( с ) C 12 H 22 O 11 ( aq )

Химическое уравнение — это формулировка того, что может произойти , не обязательно что будет . Следующее уравнение например, не гарантирует, что водород будет реагировать с кислород с образованием воды.

2 H 2 ( г ) + O 2 ( г ) 2 H 2 O( г )

Воздушный шар можно наполнить смесью водорода кислородом и обнаруживают, что никакой реакции не происходит до тех пор, пока вы не коснетесь воздушный шар с пламенем.Сбалансированное уравнение этой реакции описывает взаимосвязь между количествами водорода и потребляется кислород и образуется вода, если или когда эта реакция инициировано.


Уравнения в атомной и макроскопическая шкала

Химические уравнения могут использоваться для представления того, что происходит на либо в атомарном, либо в макроскопическом масштабе.

2 H 2 ( г ) + O 2 ( г ) 2 H 2 O( г )

Это уравнение можно прочитать одним из следующих способов.

  • Если или когда водород реагирует с кислородом, две молекулы водорода и одна молекула кислорода расходуется на на каждые две образующиеся молекулы воды.
  • Если или когда водород реагирует с кислородом, два моля водорода и одного моля кислорода расходуется на каждый образовалось два моля воды.

Химические уравнения должны быть сбалансированы — они должны иметь одинаковые количество атомов каждого элемента в обеих частях уравнения.Так как В результате масса реагентов должна быть равна массе продукты реакции. В атомном масштабе следующие уравнение уравновешено, потому что общая масса реагентов равна равна массе продуктов.

2 H 2 ( г ) + O 2 ( г ) 2 H 2 O( г )
2 x 2 а. е.м. + 32 а.е.м.   2 x 18 а.е.м.
 
  36 а.е.м.     36 а.е.м.

В макроскопическом масштабе он уравновешен, потому что масса два моля водорода и один моль кислорода равны массе из двух молей воды.

2 H 2 ( г ) + O 2 ( г ) 2 H 2 O( г )
2 х 2 г + 32 г   2 х 18 г
 
  36 г     36 г


Химическая балансировка Уравнения

Не существует последовательности правил, которым можно слепо следовать, чтобы получить сбалансированное химическое уравнение. Манипулировать коэффициентами перед формулами реагентов и продуктов до тех пор, пока количество атомов каждого элемента по обе стороны уравнение одинаковое.

Обычно лучше взяться за самую легкую часть задания. проблема первая.

Пример: Рассмотрим, что происходит, когда пропан (C 3 H 8 ) сгорает на воздухе с образованием CO 2 и H 2 O. Первый что нужно искать, когда балансирующие уравнения являются отношениями между двумя частями уравнения.

_____ С 3 Н 8 + _____ О 2 _____ СО 2 + _____ Н 2 О

Легче сбалансировать атомы углерода и водорода в уравнение, чем атомы кислорода в этой реакции, потому что все атомы углерода в пропане заканчиваются в CO 2 и все атомы водорода заканчиваются в H 2 O, но некоторые из атомы кислорода заканчиваются в каждом соединении. Это означает, что нет способ предсказать количество молекул O 2 , которые потребляется в этой реакции, пока вы не узнаете, сколько CO 2 и образуются молекулы H 2 O.

Мы можем начать с того, что заметим, что в молекуле три атома углерода. каждая молекула C 3 H 8 . Таким образом, три СО 2 молекулы образуются на каждый C 3 H 8 потребляется молекула.

1 С 3 Н 8 + _____ О 2 3 CO 2 + _____ H 2 O

Если в каждом C 3 H 8 восемь атомов водорода молекуле, должно быть восемь атомов водорода, или четыре H 2 O молекул в правой части уравнения.

1 С 3 Н 8 + _____ О 2 3 CO 2 + 4 H 2 O

Теперь, когда атомы углерода и водорода сбалансированы, мы можем попытаться сбалансировать атомы кислорода. В нем шесть атомов кислорода. три молекулы CO 2 и четыре атома кислорода в четырех H 2 O молекулы. Чтобы сбалансировать 10 атомов кислорода в продуктах этого реакции нам нужно пять молекул O 2 среди реагенты.

1 С 3 Н 8 + 5 О 2 3 CO 2 + 4 H 2 O

Теперь три атома углерода, восемь атомов водорода и 10 атомов кислорода с каждой стороны уравнения. Таким образом, сбалансированное уравнение этой реакции записывается как следует.

C 3 H 8 ( г ) + 5 O 2 ( г ) 3 CO 2 ( г ) + 4 H 2 O( г )

 


Мольное отношение

Сбалансированное химическое уравнение позволяет нам предсказать, что произойдет когда идет реакция.Молярное отношение преобразует моли одного соединения в сбалансированное химическое уравнение в моли другого соединения.

Пример: фейерверки, которые освещают небо каждую четвертую июля основаны на реакции между магнием и кислородом с образованием образуют оксид магния.

2 мг( с ) + O 2 ( г ) 2 MgO( с )

Сбалансированное уравнение этой реакции можно использовать для построить два единичных фактора , которые описывают взаимосвязь между количеством потребляемого магния и кислорода в этой реакции.

   

Сосредоточив внимание на единицах этой задачи, мы можем выбрать правильное молярное отношение для преобразования молей магния в эквивалентное количество молей кислорода. Предположим, например, что мы хотим рассчитать количество молей кислорода, необходимое для сжигания 0,40 моль металлического магния.

0.40 моль Mg х 1 моль О 2 = 0,20 моль О 2
    2 моль Mg    

 


Прогноз массы Потребляемые реагенты или продукты, выделяемые в химической реакции

Сбалансированные химические уравнения можно использовать для прогнозирования зависимость между количествами израсходованных реагентов и количества продуктов, образующихся в результате химической реакции.

Пример: Чтобы предсказать количество кислорода, которое необходимо вдохнуть чтобы переварить 10,0 г сахара, мы можем предположить, что сахар в нашем диета приходит к нам как C 12 H 22 O 11 молекул и что наши тела сжигают этот сахар в соответствии с следующее уравнение.

С 12 Н 22 О 11 ( с ) + 12 О 2 ( г ) 12 CO 2 ( г ) + 11 H 2 O( l )

Пожалуй, лучше всего начать с вопроса: «Что мы пытаетесь найти?”, а затем резюмировать важные части информация в задаче.

Цель : Узнать, сколько граммов O 2 потребляется при сжигании 10,0 г сахара.

Факт : Начнем с 10,0 граммов сахара.

Факт : Сахар имеет формулу C 12 H 22 O 11 .

Факт : Сбалансированное уравнение для этой реакции может быть написано следующим образом.

С 12 Н 22 О 11 + 12 О 2 12 CO 2 + 11 H 2 O

Поскольку мы знаем молекулярную массу сахара, мы можем преобразовать известную массу сахара в число молей сахара.

Теперь у нас есть сбалансированное химическое уравнение, и мы знаем количество моль сахара в пробе. Как шаг к цель задачи мы могли бы вычислить количество моль кислорода , израсходованного в реакции. Уравнение для этого реакция предполагает, что 12 моль O 2 расходуется на каждый моль сахара в этой реакции. Следовательно, мы можем вычислить количество молей кислорода, необходимое для сжигания 0.02921 моль сахара следующим образом.

Теперь у нас есть необходимая информация, чтобы добраться до цели наш расчет. Мы знаем количество O 2 , израсходованного в эту реакцию в единицах молей, и мы можем вычислить массу 0,3505 моль O 2 от молекулярной массы кислород.

Согласно этому расчету требуется 11,2 г O 2 для сжигания 10,0 г сахара.


Ограничивающие реагенты

Требуется 1.70 граммов аммиака и 4,00 грамма кислорода для получают 3,00 г оксида азота по следующей реакции.

4 NH 3 ( г ) + 5 O 2 ( г ) 4 NO( г ) + 6 H 2 O( г )

Что произойдет с количеством NO, произведенным в этом реакция, если бы количество O 2 осталось прежним (4,00 г) но увеличивает количество присутствующего NH 3 изначально? Выход реакции останется прежним.Нет сколько бы NH 3 мы ни добавили в систему, больше НЕТ производится, потому что реакция заканчивается O 2 до весь NH 3 израсходован. Когда это происходит, реакция должна прекратиться. Независимо от того, сколько NH 3 добавлено в системе, мы не можем получить более 3,00 грамм NO из 4,00 грамм кислорода.

Когда не хватает O 2 для потребления всего NH 3 в реакции количество O 2 ограничивает количество НЕТ, что может быть произведено.Таким образом, кислород является ограничивающим фактором . реагент в этой реакции. Потому что есть еще NH 3 чем нам нужно, это избыток реагента .

Концепция лимитирующего реагента важна, потому что химики часто протекают реакции, в которых только ограниченное количество одного из реагенты присутствуют.

Ключом к ограничению проблем с реагентами является следующая последовательность шагов.

  • Знайте, что у вас есть ограничивающий реагент проблему или, по крайней мере, рассмотреть возможность того, что может быть ограниченное количество одного из реагенты.
  • Предположим, что один из реагентов является предельным реагент.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.