(二)爆炸反應(yīng)歷程
爆炸性物質(zhì)或混合物發(fā)生爆炸有熱反應(yīng)和鏈式反應(yīng)兩種不同的歷程。按照鏈式反應(yīng)理論,爆炸性混合物(如可燃性氣體和氧氣)與火源接觸后,活化分子就會吸收能量而離解為游離基,并與其他分子相互作用形成一系列的鏈式反應(yīng),釋放燃燒熱。鏈式反應(yīng)有直鏈式反應(yīng)和支鏈式反應(yīng)兩種。直鏈反應(yīng)是指每一個游離基都進行自己的連鎖反應(yīng),如氯和氫屬于這一類反應(yīng)。即氯分子在光的作用下被活化成兩個氯的游離基,每一個氯的游離基都進行自己的連鎖反應(yīng),而且每次反應(yīng)只引出一個新的游離基,即:
Cl2+hv(光量子) = Cl·+ Cl·
Cl·+H2 = HCl + H·
H·+ Cl2 = HCl + Cl·
Cl·+ H2 = HCl + H·
H+ Cl2 = HCl + Cl·
依此類推
Cl·+Cl·= Cl2
H·+H·= H2
支鏈反應(yīng)是指在反應(yīng)中一個游離基能生成一個以上的新的游離基,如氫和氧的連鎖反應(yīng)屬于此類反應(yīng),其反應(yīng)歷程為:
I H2+ O2 = 2 OH·
Ⅱ OH·+H2 = H2O +H·
Ⅲ H·+ O2 = OH+O·
Ⅳ O·+H2= OH·+H·
鏈式反應(yīng)歷程大致分為3個階段:
(1)鏈引發(fā),游離基生成。
(2)鏈傳遞,游離基作用于其他參與反應(yīng)的化合物,產(chǎn)生新的游離基。
(3)鏈終止,即游離基的消耗,使連鎖反應(yīng)終止。
鏈式反應(yīng)速度可用下式表示:
式中F(c)——反應(yīng)物濃度函數(shù);
f s——鏈在器壁上銷毀因數(shù);
f c——鏈在氣相上銷毀因數(shù);
A——與反應(yīng)物濃度有關(guān)的函數(shù);
a ——鏈的分支數(shù),在直鏈反應(yīng)中n=l,支鏈反應(yīng)中n>1。
熱反應(yīng)歷程是指危險物受熱發(fā)生化學反應(yīng),反應(yīng)在某一定空間內(nèi)進行時,如果散熱不良會使反應(yīng)溫度不斷提高,溫度的提高又會使反應(yīng)速度加快,使得熱大于失熱,導(dǎo)致爆炸發(fā)生。
爆炸性物質(zhì)或混合物發(fā)生爆炸有熱反應(yīng)和鏈式反應(yīng)兩種不同的歷程。按照鏈式反應(yīng)理論,爆炸性混合物(如可燃性氣體和氧氣)與火源接觸后,活化分子就會吸收能量而離解為游離基,并與其他分子相互作用形成一系列的鏈式反應(yīng),釋放燃燒熱。鏈式反應(yīng)有直鏈式反應(yīng)和支鏈式反應(yīng)兩種。直鏈反應(yīng)是指每一個游離基都進行自己的連鎖反應(yīng),如氯和氫屬于這一類反應(yīng)。即氯分子在光的作用下被活化成兩個氯的游離基,每一個氯的游離基都進行自己的連鎖反應(yīng),而且每次反應(yīng)只引出一個新的游離基,即:
Cl2+hv(光量子) = Cl·+ Cl·
Cl·+H2 = HCl + H·
H·+ Cl2 = HCl + Cl·
Cl·+ H2 = HCl + H·
H+ Cl2 = HCl + Cl·
依此類推
Cl·+Cl·= Cl2
H·+H·= H2
支鏈反應(yīng)是指在反應(yīng)中一個游離基能生成一個以上的新的游離基,如氫和氧的連鎖反應(yīng)屬于此類反應(yīng),其反應(yīng)歷程為:
I H2+ O2 = 2 OH·
Ⅱ OH·+H2 = H2O +H·
Ⅲ H·+ O2 = OH+O·
Ⅳ O·+H2= OH·+H·
鏈式反應(yīng)歷程大致分為3個階段:
(1)鏈引發(fā),游離基生成。
(2)鏈傳遞,游離基作用于其他參與反應(yīng)的化合物,產(chǎn)生新的游離基。
(3)鏈終止,即游離基的消耗,使連鎖反應(yīng)終止。
鏈式反應(yīng)速度可用下式表示:
式中F(c)——反應(yīng)物濃度函數(shù);
f s——鏈在器壁上銷毀因數(shù);
f c——鏈在氣相上銷毀因數(shù);
A——與反應(yīng)物濃度有關(guān)的函數(shù);
a ——鏈的分支數(shù),在直鏈反應(yīng)中n=l,支鏈反應(yīng)中n>1。
熱反應(yīng)歷程是指危險物受熱發(fā)生化學反應(yīng),反應(yīng)在某一定空間內(nèi)進行時,如果散熱不良會使反應(yīng)溫度不斷提高,溫度的提高又會使反應(yīng)速度加快,使得熱大于失熱,導(dǎo)致爆炸發(fā)生。