Benzenin kimyasal özellikleri. Havadaki benzenin yanma ürünlerinin parametrelerinin hesaplanması Benzenin dönüşüm mekanizması ve mutajenik etkisi

Arenalar (aromatik hidrokarbonlar) bunlar, molekülleri kapalı bir konjuge bağ sistemine sahip kararlı siklik atom grupları (benzen çekirdekleri) içeren doymamış (doymamış) siklik hidrokarbonlardır.

Genel formül: C n H 2n–6n ≥ 6 için.

Arenlerin kimyasal özellikleri

Arenalar– molekülleri üç çift bağ ve bir halka içeren doymamış hidrokarbonlar. Ancak konjugasyon etkisi nedeniyle, arenlerin özellikleri diğer doymamış hidrokarbonların özelliklerinden farklıdır.

İçin aromatik hidrokarbonlar karakteristik reaksiyonlar:

  • katılımlar,
  • oyuncu değişikliği,
  • oksidasyon (benzen homologları için).

Benzenin aromatik sistemi oksitleyici maddelere karşı dayanıklıdır. Ancak benzen homologları potasyum permanganat ve diğer oksitleyici maddeler tarafından oksitlenir.

1. İlave reaksiyonları

Benzen, bir katalizör varlığında ısıtıldığında ışığa ve hidrojene klor ekler.

1.1. Hidrojenasyon

Benzen, metal katalizörlerin (Ni, Pt, vb.) varlığında ısıtıldığında ve basınç altında hidrojen ekler.

Benzen hidrojenlendiğinde sikloheksan oluşur:

Homologlar hidrojenlendiğinde sikloalkan türevleri oluşur. Toluen, basınç altında ve bir katalizör varlığında hidrojen ile ısıtıldığında metilsikloheksan oluşur:

1.2. Arenaların klorlanması

Benzene klor katılması meydana gelir yüksek sıcaklıkta radikal mekanizma ile, etkisi altında ultraviyole radyasyon.

Benzen ışıkta klorlandığında oluşur 1,2,3,4,5,6-heksaklorosikloheksan (heksakloran).

Heksakloran zararlı böcekleri kontrol etmek için kullanılan bir pestisittir. Heksakloran kullanımı şu anda yasaktır.

Benzen homologları klor eklemez. Bir benzen homologu klor veya brom ile reaksiyona girerse ışıkta veya yüksek sıcaklıkta (300°C), daha sonra hidrojen atomları değiştirilir aromatik halka yerine asılı alkil ikame edicisi üzerinde.

2. İkame reaksiyonları

2.1. Halojenasyon

Benzen ve homologları, katalizörlerin (AlCl 3, FeBr 3) varlığında halojenlerle (klor, brom) ikame reaksiyonlarına girer. .

AlCl3 katalizörü üzerinde klor ile etkileşime girdiğinde klorobenzen oluşur:

Aromatik hidrokarbonlar ısıtıldığında ve FeBr3 katalizörünün varlığında brom ile reaksiyona girer. Metalik demir de katalizör olarak kullanılabilir.

Brom, benzenin bromlanmasını katalize eden demir (III) bromürü oluşturmak için demirle reaksiyona girer:

Meta-klorotoluen küçük miktarlarda oluşur.

Benzen homologları etkileşime girdiğinde ışıkta veya yüksek sıcaklıklarda halojenlerle(300 o C) hidrojen, benzen halkasında değil, yan hidrokarbon radikalinde değiştirilir.

Örneğin, etilbenzeni klorlarken:

2.2. nitrasyon

Benzen konsantre ile reaksiyona girer nitrik asitler oh konsantre sülfürik asit (nitratlama karışımı) varlığında.

Bu nitrobenzen üretir:

Toluen, konsantre sülfürik asit varlığında konsantre nitrik asitle reaksiyona girer.

Reaksiyon ürünlerinde şunları belirtiyoruz: O-nitrotoluen:

veya N-nitrotoluen:

Toluenin nitrasyonu, üç hidrojen atomunun değiştirilmesiyle de meydana gelebilir. Bu, 2,4,6-trinitrotoluen (TNT, tol) üretir:

2.3. Aromatik hidrokarbonların alkilasyonu

  • Arenler, benzen homologları oluşturmak için katalizörlerin (AlCl3, FeBr3, vb.) varlığında haloalkanlarla reaksiyona girer.
  • Aromatik hidrokarbonlar, alüminyum klorür, demir (III) bromür, fosforik asit vb. varlığında alkenlerle reaksiyona girer.
  • Alkollerle alkilasyon, konsantre sülfürik asit varlığında meydana gelir.

2.4. Aromatik hidrokarbonların sülfonasyonu

Benzen, konsantre sülfürik asit veya sülfürik asit (oleum) içindeki bir SO3 çözeltisi ile ısıtıldığında benzensülfonik asit oluşturmak üzere reaksiyona girer:

3. Arenlerin oksidasyonu

Benzen bile dayanıklıdır güçlü oksitleyici maddeler. Ancak benzen homologları güçlü oksitleyici maddelerin etkisi altında oksitlenir. Benzen ve homologları yanar.

3.1. Tam oksidasyon - yanma

Benzen ve homologları yandığında karbondioksit ve su oluşur. Arenlerin yanma reaksiyonuna büyük miktarda ısının salınması eşlik eder.

2C 6 H 6 + 15O 2 → 12CO 2 + 6H 2 O + Q

Arenlerin yanması için denklem genel görünüm:

C n H 2n–6 + (3n – 3)/2 O 2 → nCO2 + (n – 3)H 2 O + Q

Aromatik hidrokarbonlar oksijen eksikliğinde yandığında oluşabilirler. karbon monoksit CO veya kurum C.

Benzen ve homologları havada dumanlı bir alevle yanar. Benzen ve homologları hava ve oksijenle patlayıcı karışımlar oluşturur.

3.2. HAKKINDAbenzen homologlarının oksidasyonu

Benzen homologları, ısıtıldığında asidik veya nötr bir ortamda potasyum permanganat ve dikromat tarafından kolayca oksitlenir.

Bu olur Bir karbon atomundaki tüm bağların oksidasyonu, bu karbon atomunun benzen halkasıyla bağı hariç, benzen halkasına bitişik.

Toluen oksitler sülfürik asitte potasyum permanganat eğitim ile benzoik asit:

Toluen oksidasyonu meydana gelirse ısıtıldığında nötr bir çözelti içinde, sonra oluşur benzoik asit tuzu - potasyum benzoat:

Bu nedenle toluen Asitleştirilmiş bir potasyum permanganat çözeltisinin rengini giderirısıtıldığında.

Daha uzun radikaller benzoik asit ve karboksilik asite oksitlenir:

Propilbenzenin oksidasyonu benzoik ve asetik asitler üretir:

İzopropilbenzen, asidik bir ortamda potasyum permanganat ile benzoik asite oksitlenir ve karbondioksit:

4. İkame edicilerin benzen halkası üzerindeki yönlendirme etkisi

Benzen halkası sadece alkil değil, aynı zamanda diğer atomları da (hidroksil, amino grubu, nitro grubu vb.) içeren ikame ediciler içeriyorsa, aromatik sistemdeki hidrojen atomlarının ikame reaksiyonları kesinlikle ilerler. belli bir şekilde, karaktere göre ikame edicinin aromatik π sistemi üzerindeki etkisi.

Benzen halkasındaki ikame türleri

Birinci türden ikameler İkinci türden ikameler
orto- Ve çift-konum Daha fazla değiştirme esas olarak şu durumlarda gerçekleşir: meta-konum
Elektron donörü, benzen halkasındaki elektron yoğunluğunu arttırır Elektron çekerek konjuge sistemdeki elektron yoğunluğunu azaltırlar.
  • alkil ikame edicileri: CH 3 –, C 2 H 5 – vesaire.;
  • hidroksil, amin: –OH, –NН2;
  • halojenler: –Cl, –Br
  • nitro grubu: – NO 2, – SO 3 N;
  • karbonil – CHO;
  • karboksil: – COOH, nitril: – CN;
  • – CF3

TANIM

Benzen(sikloheksatrien – 1,3,5) – organik madde bir dizi aromatik hidrokarbonun en basit temsilcisi.

Formül – C 6 H 6 ( yapısal formül- pirinç. 1). Molekül ağırlığı – 78.11.

Pirinç. 1. Benzenin yapısal ve uzaysal formülleri.

Benzen molekülündeki altı karbon atomunun tümü sp2 hibrit durumundadır. Her karbon atomu, aynı düzlemde bulunan diğer iki karbon atomu ve bir hidrojen atomu ile 3σ bağı oluşturur. Altı karbon atomu düzenli bir altıgen (benzen molekülünün σ-iskeleti) oluşturur. Her karbon atomunun, bir elektron içeren, melezleşmemiş bir p yörüngesi vardır. Altı p-elektron, altı üyeli bir halkanın içinde bir daire olarak gösterilen tek bir π-elektron bulutu (aromatik sistem) oluşturur. Benzenden elde edilen hidrokarbon radikaline C6H5- - fenil (Ph-) adı verilir.

Benzenin kimyasal özellikleri

Benzen, elektrofilik bir mekanizma yoluyla meydana gelen ikame reaksiyonları ile karakterize edilir:

- halojenasyon (benzen, katalizörlerin varlığında klor ve brom ile reaksiyona girer - susuz AlCl3, FeCl3, AlBr3)

C6H6 + Cl2 = C6H5-Cl + HC1;

- nitrasyon (benzen, nitratlama karışımıyla kolayca reaksiyona girer - konsantre nitrik ve sülfürik asitlerin bir karışımı)

- alkenlerle alkilasyon

C6H6 + CH2 = CH-CH3 → C6H5-CH(CH3)2;

Benzen ilave reaksiyonları aromatik sistemin tahrip olmasına yol açar ve yalnızca zorlu koşullar altında meydana gelir:

— hidrojenasyon (reaksiyon ısıtıldığında meydana gelir, katalizör Pt'dir)

- klor ilavesi (UV radyasyonunun etkisi altında katı bir ürün oluşumuyla oluşur - hekzaklorosikloheksan (heksakloran) - C 6 H 6 Cl 6)

Herhangi biri gibi organik bileşik benzen, reaksiyon ürünleri olarak karbondioksit ve su oluşturmak üzere yanmayla reaksiyona girer (dumanlı alevle yanar):

2C 6 H 6 +15O 2 → 12CO2 + 6H 2 O.

Benzenin fiziksel özellikleri

Benzen renksiz bir sıvıdır ancak kendine özgü keskin bir kokusu vardır. Su ile azeotropik bir karışım oluşturur, eterler, benzin ve çeşitli organik çözücüler ile iyi karışır. Kaynama noktası – 80.1C, erime noktası – 5.5C. Toksik, kanserojen (yani kanserin gelişimini teşvik eder).

Benzenin hazırlanması ve kullanımı

Benzen elde etmenin ana yöntemleri:

— heksanın dehidrosiklizasyonu (katalizörler – Pt, Cr3O2)

CH3-(CH2)4-CH3 → C6H6 + 4H2;

- sikloheksanın dehidrojenasyonu (reaksiyon ısıtıldığında meydana gelir, katalizör Pt'dir)

C6H12 → C6H6 + 4H2;

- asetilenin trimerizasyonu (reaksiyon 60°C'ye ısıtıldığında meydana gelir, katalizör aktif karbondur)

3HC≡CH → C6H6.

Benzen, homologların (etilbenzen, kümen), sikloheksan, nitrobenzen, klorobenzen ve diğer maddelerin üretimi için hammadde görevi görür. Daha önce benzen, oktan sayısını artırmak için benzine katkı maddesi olarak kullanılıyordu, ancak artık yüksek toksisitesi nedeniyle yakıttaki benzen içeriği sıkı bir şekilde düzenleniyor. Benzen bazen çözücü olarak kullanılır.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak Aşağıdaki dönüşümleri gerçekleştirmek için kullanılabilecek denklemleri yazın: CH 4 → C 2 H 2 → C 6 H 6 → C 6 H 5 Cl.
Çözüm Metandan asetilen üretmek için aşağıdaki reaksiyon kullanılır:

2CH4 → C2H2 + 3H2 (t = 140°C).

Asetilenden benzen üretimi, ısıtıldığında (t = 600C) ve aktif karbon varlığında meydana gelen asetilenin trimerizasyon reaksiyonu ile mümkündür:

3C 2 H 2 → C 6 H 6.

Bir ürün olarak klorobenzen üretmek için benzenin klorlama reaksiyonu demir (III) klorür varlığında gerçekleştirilir:

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HC1.

ÖRNEK 2

Egzersiz yapmak Demir (III) klorür varlığında 39 g benzene 1 mol bromlu su ilave edildi. Ne kadar madde ve hangi ürünlerden kaç gram üretildi?
Çözüm Benzen brominasyonun demir (III) klorür varlığında reaksiyonunun denklemini yazalım:

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr.

Reaksiyon ürünleri bromobenzen ve hidrojen bromürdür. Tablo kullanılarak hesaplanan benzenin molar kütlesi kimyasal elementler DI. Mendeleev – 78 g/mol. Benzen miktarını bulalım:

n(C6H6) = m(C6H6) / M(C6H6);

n(C6H6) = 39/78 = 0,5 mol.

Problemin koşullarına göre benzen 1 mol bromla reaksiyona girdi. Sonuç olarak benzen sıkıntısı yaşanıyor ve benzen kullanılarak daha fazla hesaplama yapılacak. Reaksiyon denklemi n(C 6 H 6)'ya göre: n(C 6 H 5 Br) : n(HBr) = 1:1:1, dolayısıyla n(C 6 H 6) = n(C 6 H 5 Br) =: n(HBr) = 0,5 mol. Daha sonra bromobenzen ve hidrojen bromürün kütleleri eşit olacaktır:

m(C6H5Br) = n(C6H5Br)×M(C6H5Br);

m(HBr) = n(HBr)×M(HBr).

D.I. tarafından kimyasal elementler tablosu kullanılarak hesaplanan bromobenzen ve hidrojen bromürün molar kütleleri. Mendeleev - sırasıyla 157 ve 81 g/mol.

m(C6H5Br) = 0,5 × 157 = 78,5 g;

m(HBr) = 0,5×81 = 40,5 gr.

Cevap Reaksiyon ürünleri bromobenzen ve hidrojen bromürdür. Bromobenzen ve hidrojen bromürün kütleleri sırasıyla 78,5 ve 40,5 g'dır.

“Benzenin kimyasal özellikleri” konusuna adanmış bir video dersini dikkatinize sunuyoruz. Bu videoyu kullanarak benzenin kimyasal özelliklerinin yanı sıra benzenin diğer maddelerle reaksiyona girmesi için gereken zorlu koşullar hakkında bilgi edinebilirsiniz.

Ders:Aromatik hidrokarbonlar

Ders:Benzenin kimyasal özellikleri

Pirinç. 1. Benzen molekülü

Bir benzen molekülündeki p-elektron bulutunu kırmak zordur. Bu nedenle benzen, doymamış bileşiklere kıyasla kimyasal reaksiyonlara çok daha az aktif olarak girer.

Benzenin kimyasal reaksiyonlara girebilmesi için oldukça sıkı koşullar gereklidir: yüksek sıcaklık ve çoğu durumda bir katalizör. Çoğu reaksiyonda kararlı benzen halkası korunur.

1. Brominasyon.

Bir katalizör (demir (III) veya alüminyum bromür) gereklidir ve az miktarda suya bile izin verilmez. Katalizörün rolü, brom molekülünün brom atomlarından biri tarafından demir atomuna çekilmesidir. Sonuç olarak polarize olur - bir çift bağ elektronu demirle ilişkili bromin atomuna gider:

Kardeşim +…. Br - FeBr 3 .

Br+ güçlü bir elektrofildir. Benzen halkasının altı elektronlu bulutu tarafından çekilir ve onu parçalayarak oluşturur. kovalent bağ bir karbon atomu ile:

Ortaya çıkan katyona bir brom anyonu katılabilir. Ancak benzen halkasının aromatik sisteminin indirgenmesi, bromin anyonunun eklenmesinden enerji açısından daha uygundur. Bu nedenle molekül, bir hidrojen iyonu atarak kararlı bir duruma geçer:

Benzen halkasındaki tüm elektrofilik yer değiştirme reaksiyonları benzer bir mekanizma ile ilerler.

2. nitrasyon

Benzen ve homologları, konsantre sülfürik ve nitrik asitlerin bir karışımı (nitratlama karışımı) ile reaksiyona girer. Nitratlama karışımında, bir elektrofil olan nitronyum iyonu NO2 + dengede bulunur:

3. Sülfonasyon.

Benzen ve diğer arenler ısıtıldığında konsantre sülfürik asit veya oleum - sülfürik asit içindeki bir SO3 çözeltisi ile reaksiyona girer:

4 . Friedel-Crafts alkilasyonu

5. Alkenlerle alkilasyon

Bu reaksiyonlar enerji açısından uygun değildir ve bu nedenle yalnızca ısıtıldığında veya ışınlandığında meydana gelir.

1. Hidrojenasyon.

Isıtıldığında, yüksek basınç altında ve bir Ni, Pt veya Pd katalizörü varlığında benzen ve diğer arenler, sikloheksan oluşturmak için hidrojen ekler:

2. Benzenin klorlanması.

Ultraviyole radyasyonun etkisi altında benzen klor ekler. Benzen içinde klor çözeltisi içeren kuvars cam bir şişe üzerine konulursa güneş ışığıÇözelti hızla renksiz hale gelecek, klor benzenle birleşerek 1,2,3,4,5,6-hekzaklorosiklohekzan oluşturacaktır. heksakloran(daha önce böcek ilacı olarak kullanılıyordu):

3. Benzen yanması.

Alkanların aksine benzen ve diğer aromatik hidrokarbonların parlak, dumanlı bir alevi vardır.

Dersi özetlemek

Bu derste “Benzenin kimyasal özellikleri” konusunu incelediniz. Bu materyali kullanarak benzenin kimyasal özelliklerinin yanı sıra benzenin diğer maddelerle reaksiyona girmesi için gerekli olan zorlu koşullar hakkında da bilgi sahibi oldunuz.

Referanslar

1. Rudzitis G.E. Kimya. Temel bilgiler genel kimya. 10. sınıf: ders kitabı eğitim kurumları: temel seviye/ G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - M.: Eğitim, 2012.

2. Kimya. 10. sınıf. Profil düzeyi: ders kitabı genel eğitim için kurumlar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin ve diğerleri - M.: Bustard, 2008. - 463 s.

3. Kimya. 11. sınıf. Profil düzeyi: akademik. genel eğitim için kurumlar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin ve diğerleri - M.: Bustard, 2010. - 462 s.

4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Üniversitelere girenler için kimya problemlerinin toplanması. - 4. baskı. - M .: RIA "Yeni Dalga": Yayıncı Umerenkov, 2012. - 278 s.

Ev ödevi

1. Sayılar 13, 14 (s. 62) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kimya: Organik kimya. 10. sınıf: genel eğitim kurumları için ders kitabı: temel düzey / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - M.: Eğitim, 2012.

2. Aromatik bileşikler neden kimyasal özellikler doymuş ve doymamış hidrokarbonlardan farklı mıdır?

3. Etilbenzen ve ksilenin yanması için reaksiyon denklemlerini yazın.


PRTSVSh (F) Federal Devlet Bütçe Yüksek Mesleki Eğitim Kurumu

Yangın Güvenliği Dairesi Başkanlığı

Test

"Yanma ve Patlama Teorisi" disiplininde

Görev No.1

Benzen buharının tamamen yanması için gerekli olan spesifik teorik miktarları ve hava hacmini belirleyin. Havanın bulunduğu koşullar, Tb sıcaklığı ve Pb basıncı ile ve benzen buharı, Tg sıcaklığı ve Pg basıncı ile karakterize edilir. Hesaplama sonuçlarını aşağıdaki birimlerle ifade edin: ; ;;;

İlk veriler (N - grup numarası, n - öğrenci listesine göre sayı:

TV=300+(-1) N *2*N-(-1) n *0,2*n= 277,6 K

Рв=?10 3 =95900 Pa;

Tg=300?(?1) N ?2?N?(?1) n ?0.2?n= 321.6 K;

Рr=?10 3 =79400 Pa.

С6Н6+7.5О2+7.5?3.76N2=6CO2+3pO+7.5?3.76N2+Qp (1),

burada Qр ısıdır kimyasal reaksiyon. Bu denklemden benzen ve moleküler oksijenin stokiyometrik katsayılarını belirleyebiliriz: Vg = 1, V0 = 7,5

2. Spesifik teorik hava miktarı - aşağıdaki formülle hesaplanan, bir kilomol benzenin tamamen yanması için gerekli olan kilomol hava sayısı:

burada 4.76, birim miktarda oksijen içeren hava miktarıdır, = moleküler oksijen (Vo) ve benzenin (Vg) stokiyometrik katsayılarının oranıdır.

Vo ve Vg değerlerini (d)'de değiştirerek şunu elde ederiz:

3. Bir kilomol benzenin tamamen yanması için gereken hava hacmi aşağıdaki şekilde belirlenir:

Tb sıcaklığında ve Рв basıncında bir kilomol havanın hacmi nerede? Değer aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır

burada 22,4 normal koşullar altında gazın molar hacmidir, Po = 101325 Pa normal basınçtır, To = 273 K normal sıcaklıktır.

(5)'te TV, To, Pv, Po'yu yerine koyarsak, şunu elde ederiz:

Spesifik teorik hava hacmi formül (4) kullanılarak hesaplanır:

4. Birim gaz yakıt hacminin tamamen yanması için gereken hava hacmi aşağıdaki şekilde belirlenir:

Tg sıcaklığında ve Pg basıncında bir kilomol yakıt - benzen buharının hacmi nerede? Bunu göz önünde bulundurarak

ve (8) ve (5)'i (7)'de değiştirerek, havanın spesifik teorik hacmi için aşağıdaki ifadeyi elde ederiz:

Yanma sürecinin bu parametresinin değerini hesaplıyoruz:

Bir kilogram benzenin tamamen yanması için gereken hava hacmi aşağıdaki şekilde belirlenir:

yakıtın molar kütlesi nerede - kilogram cinsinden ifade edilen bir kilomol benzenin kütlesi. Benzenin molar kütlesi, aşağıdaki formülle bulunan moleküler ağırlığına sayısal olarak eşittir:

Ac?nc+An?nn, УiAi?ni (11)

burada Ac ve An, karbon ve hidrojenin atom ağırlıklarıdır; nc ve nn, bir benzen molekülündeki karbon atomlarının sayısıdır. Ac = 12, nc = 6, An = 1, nn = 6 değerlerini değiştirerek şunu elde ederiz:

Spesifik teorik hava hacmini, n değerlerini formül (10)'da değiştirerek buluyoruz:

Hesaplama sonucu:

Görev No.2

Eğer aşırı hava katsayısı b, yanma ürünlerinin sıcaklığı Tp ve basıncı Pp, benzen buharının Tg sıcaklığı ve Pg basıncı biliniyorsa, benzen yanma ürünlerinin spesifik teorik miktarını, hacmini ve bileşimini belirleyin. Hesaplama sonuçlarını mol kesirleri (yüzde) ve aşağıdaki birimlerle ifade edin: ; ;;

İlk veriler:

в=1,5+(?1) N ?0,1?N?(?1) n ?0,01?n = 0,2 ;

Рп=?10 3 = 68400 Pa;

Тп=1600?(?1) N ?20?N?(?1) n ?2?n = 1816 K;

Tg=273?(?1) N ?2?N+(?1) n ?0.2?n = 295.4 K;

Рг=?10 3 = 111600 Pa;

çözüm (N=11, n=2).

1. Benzenin havadaki yanma reaksiyonunun stokiyometrik denklemini yazalım:

C 6 H 6 +7.5O 2 +7.5?3.76N 2 =6CO 2 +3H 2 O+7.5?3.76N 2 +Qp, (1)

burada Qp kimyasal reaksiyonun ısısıdır. Bu denklemden aşağıdaki stokiyometrik katsayıları belirleriz:

V CO2 =6, V pO =3, V C6H6 =1, V O2 =7,5, V N2 =7,5?3,76

2. Bir kilomol yakıtın tahmini yanma ürünü miktarını belirleyin:

Yanma ürünleri ve yakıtın stokiyometrik katsayılarının değerlerini (2) değiştirerek şunu elde ederiz:

3. Spesifik teorik hava miktarı - bir kilomol yakıtın tamamen yanması için gereken havanın kilomol sayısı, aşağıdaki formül kullanılarak belirlenir:

4,76 birim miktarda oksijen içeren hava miktarıdır,

Moleküler oksijen ve benzenin stokiyometrik katsayılarının oranı.

(4)'te V O2 =7,5 ve V C6H6 =1 değerlerini değiştirerek şunu elde ederiz:

4. 1 Kmol yakıt başına fazla hava miktarı şu ifadeyle belirlenir:

benzen buharı yanma havası

Bu ifadeye değerleri koyma

37,7(0,2-1)=30,16(7)

5. Yakıt maddesinin birim miktarı başına yanma ürünlerinin toplam miktarı aşağıdakilerin toplamı ile belirlenir:

Değerleri değiştirdikten sonra şunu elde ederiz:

6. Yanma ürünlerinin yüzde olarak ifade edilen mol fraksiyonları aşağıdaki şekilde belirlenir:

Yanma ürünlerindeki nitrojen ve oksijenin mol fraksiyonları için formül (9)'da, 0,79 ve 0,21, bu maddelerin havadaki mol fraksiyonlarıdır, bunun fazlası nitrojen oranının artmasına ve oksijenin ortaya çıkmasına neden olur yanma ürünlerinde.

7. Belirli hacimleri ve yanma ürünlerini belirlemek için, molar hacimlerini - ürünlerin bulunduğu koşullar altında bir kilomol gazın hacmini - hesaplamak gerekir:

burada 22,4 normal koşullar altında bir kilomol gazın hacmidir, T 0 = 273 K normal sıcaklıktır, Po = 101325 Pa normal basınçtır.

Po, To değerlerini (10)'a değiştirerek şunu elde ederiz:

Fazla hava dikkate alınmadan bir kilogram yakıtın yanması sırasında oluşan ürünlerin hacmi şu şekilde hesaplanır:

yakıtın molar kütlesi nerede - kilogram cinsinden ifade edilen bir kilomol benzenin kütlesi. Benzenin molar kütlesi aşağıdaki formülle bulunur:

burada Ac ve An, karbon (12) ve hidrojenin (1) atom ağırlıklarıdır, nc ve n n, benzen moleküllerindeki (C6H6) karbon (6) ve hidrojen (6) atomlarının sayısıdır.

Değerleri değiştirerek ve (12)'de şunu elde ederiz:

1 kilogram yakıt başına fazla hava hacmi aşağıdaki şekilde belirlenir:

yanma ürünlerinin bir parçası olan bir kilomol fazla havanın hacmi nerede. Fazla havanın sıcaklığı ve basıncı yanma ürünlerinin sıcaklık ve basıncına karşılık geldiğinden = =220,7 olur.

Değiştirme verilen değer(14)'te olduğu gibi şunu elde ederiz:

Yakıtın tamamen yanmasından kaynaklanan ürünlerin spesifik hacmini hesaplamak için, benzen buharının basınçta Tg sıcaklığına sahip olduğunu varsayacağız:

Tg sıcaklığında ve Pg basıncında bir kilomol benzen buharının hacmi nerede? Yakıtın molar hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Ortaya çıkan değeri ve (17)'deki bu değerleri değiştirerek şunu elde ederiz:

Kişi başına aşırı hava hacmi metreküp benzen buharı şu şekilde tanımlanır:

(20) değerlerine ikame =30.16 , =ve

aşağıdaki sonucu verir:

Fazla hava dikkate alınarak yanma ürünlerinin toplam spesifik hacmi toplam ile belirlenir.

Hesaplama sonucu:

X CO2 = %; XH2O = %4,4; X N2 =%; XO2 =%11,7


Benzer belgeler

    Nitrobenzen C6H5NO2 ve karbon disülfür CS2'nin yanıcılık katsayısının hesaplanması. Propil asetatın havadaki yanma reaksiyonu denklemi. Yanıcı gazın yanması sırasında hava ve yanma ürünlerinin hacminin hesaplanması. V. Blinov formülü kullanılarak tolüenin parlama noktasının belirlenmesi.

    test, eklendi: 04/08/2017

    Bir maddenin yanması sırasında oluşan hava ve yanma ürünlerinin hacminin hesaplanması. Etilen glikolün havadaki yanma reaksiyonu denklemi. Yanıcı gaz karışımının yanması. Stokiyometrik bir karışım için adyabatik yanma sıcaklığının hesaplanması. Propanolün yanması.

    test, 10/17/2012 eklendi

    Yanma tipi ve ana parametreleri. Yakıt ve oksitleyicinin yanma ürünlerine kimyasal dönüşümü. Malzeme denklemleri ve ısı dengesi Yanma reaksiyonları. Aşırı hava katsayısının yanma ürünlerinin bileşimi ve yanma sıcaklığı üzerindeki etkisi.

    test, 17.01.2013 eklendi

    Yanıcı bir maddenin birim kütlesinin tamamen yanması için gereken hava hacminin belirlenmesi. Yanıcı maddenin birim kütlesi başına yanma ürünlerinin bileşimi. Gaz, buhar, toz-hava karışımlarının alev yayılma sınırları. Patlayıcı ayrışma basıncı.

    kurs çalışması, 23.12.2013 eklendi

    Yangın ve patlamaların ortaya çıkmasını önlemeye yönelik önlemlerin geliştirilmesi, bunların gelişmesi ve bastırılması için koşulların değerlendirilmesi. Tükenmişlik oranı kavramı, belirleme yöntemi. Yanma reaksiyonu denklemini oluşturma prosedürü. Yanma için gerekli hava hacminin hesaplanması.

    ders çalışması, eklendi 07/10/2014

    Gazın tamamen yanması ürünlerinin bileşiminin belirlenmesi. Adyabatik yanma sıcaklığının hesaplanması gaz karışımı sabit hacimde ve sabit basınçta. Doğal gazın kendiliğinden yanması reaksiyonunun kinetik sabitleri. Gaz karışımının yanıcılık sınırı.

    kurs çalışması, eklendi 02/19/2014

    Benzenin propilenle alkilasyonuna yönelik endüstriyel yöntemlerin özellikleri. Kimya teknolojisinde olefinlerle benzen alkilasyonunun prensipleri. Benzen alkilasyon proses tesislerinin tasarlanması problemleri. Üretim sürecinin teknolojisinin tanımı.

    tez, 11/15/2010 eklendi

    Güçlü bir oksidasyon süreci olarak yanma. Yanma türleri: için için yanan ve alevle yanma. Patlama gibi özel durum yanma. Alevin elektriksel özellikleri. Yakıtın eksik yanması sonucu çeşitli yanma ürünleri ortaya çıkar. Dumanın su yoluyla filtrelenmesi.

    bilimsel çalışma, 29.07.2009 eklendi

    Belirli bir miktardaki propanın tamamen yanması için gereken hava hacminin belirlenmesi. Hess yasasının sonuçlarını kullanarak entalpi, entropi ve Gibbs enerjisindeki değişikliklerin hesaplanması. Tanım molar kütleler Oksitleyici madde ve indirgeyici maddenin eşdeğerleri.

    test, eklendi: 02/08/2012

    Absorbsiyon yağı tüketimini, absorberi terk eden absorbsiyon yağındaki benzen konsantrasyonunu belirleme yöntemleri. Paketlenmiş emicinin çapının ve yüksekliğinin hesaplanması. Kolon küpünde gerekli ısıtma yüzeyinin ve ısıtma buharının akış hızının belirlenmesi.