Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
64
Воспламенение гремучей смеси происходит только при условиях соответ-
ствующих точкам внутри полуострова воспламенения. Вне его пределов вос-
пламенения не происходит – реакция идет медленно или даже не идет вовсе.
Исходя из точки
A (рис. 2.16), воспламенение смеси можно вызвать, нагревая ее
(стрелка вправо) до состояния, соответствующего точкам внутри полуострова.
Более удивительным и на первый взгляд парадоксальным явился эксперимен-
тальный факт, указавший на то, что воспламенение можно вызвать, снижая
давление смеси (стрелка вниз). Правда, дальнейшее снижение давления поведет
к пересечению фигуративной точкой нижнего предела (I на
рис. 2.16) и к выхо-
ду системы из области воспламенения.
Существование нижнего предела воспламенения было первоначально обна-
ружено для другой системы – пара фосфора и кислорода (первые наблюдения
сделаны Жубером в 1847 г.). В 1926-27 гг. Н.Н. Семеновым, Ю.Б. Харитоном,
З.Ф.Вальта, А.И. Шальниковым было установлено, что при давлении кислорода
меньше некоторого минимального значения, пары фосфора не горят, причем
нельзя констатировать даже следов реакции. Однако стоит лишь превысить
предел давления кислорода, как происходит воспламенение. В данных экспе-
риментах были установлены также и другие удивительные факты. Оказалось,
что минимальное необходимое для воспламенения давление кислорода еще
снижается при добавлении к горючей смеси инертного
газа (добавки аргона как
бы повышали реакционную способность кислорода). Минимальное давление
кислорода, необходимое для воспламенения, снижалось также при увеличении
размеров реакционного сосуда.
Позже, именно при исследовании системы водород – кислород, Гиншельвуд
открыл существование верхнего предела самовоспламенения (II, рис. 2.16). Та-
ким образом, постепенно были очерчены контуры полуострова, а также уста-
новлены подобные явления
и в целом ряде других случаев реакций окисления.
Следует отметить еще один характерный момент, а именно: в области само-
воспламенения быстрая реакция начинается обычно не сразу, а по истечении
некоторого времени, называемого периодом индукции
1
, продолжительность ко-
торого для реакции окисления водорода составляет десятые доли секунды.
Цепная теория, начало развитию которой было положено в 1913 г., когда
Боденштейн ввел понятие цепной реакции, дает объяснение всех перечислен-
ных выше особенностей обсуждаемого класса реакций.
Цепные реакции могут быть с
неразветвленными и разветвленными це-
пями
. В каждой промежуточной элементарной стадии неразветвленной цепной
реакции одна активная частица вызывает возникновение лишь одной активной
частицы, что схематически показано на рис. 2.17 (а).
1
Напомним, что этот термин встречался ранее в связи с последовательными реакциями, а
также применяется при описании явлений автокатализа.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- …
- следующая ›
- последняя »
