Այրման ընթացքում առաջանում է բոց, որի կառուցվածքը պայմանավորված է արձագանքող նյութերով։ Նրա կառուցվածքը բաժանված է շրջանների՝ կախված ջերմաստիճանի ցուցանիշներից։
Սահմանում
Բոցերը կոչվում են տաք գազեր, որոնցում պլազմայի բաղադրիչները կամ նյութերը առկա են պինդ ցրված տեսքով: Իրականացնում են ֆիզիկական և քիմիական տիպի փոխակերպումներ՝ ուղեկցվող լուսարձակմամբ, ջերմային էներգիայի արտազատմամբ և տաքացումով։
Գազային միջավայրում իոնային և ռադիկալ մասնիկների առկայությունը բնութագրում է դրա էլեկտրական հաղորդունակությունը և հատուկ պահվածքը էլեկտրամագնիսական դաշտում:
Ինչ են բոցերը
Սովորաբար այսպես են կոչվում այրման հետ կապված գործընթացները: Օդի հետ համեմատած՝ գազի խտությունն ավելի ցածր է, բայց բարձր ջերմաստիճանի պատճառով գազը բարձրանում է։ Այսպես են ձևավորվում բոցերը, որոնք երկար են և կարճ։ Հաճախ տեղի է ունենում սահուն անցում մի ձևից մյուսը:
Բոց. կառուցվածք և կառուցվածք
Նկարագրված երեւույթի արտաքին տեսքը որոշելու համար բավական է վառել գազի այրիչը։ Ստացված ոչ լուսավոր բոցը չի կարելի միատարր անվանել։ Տեսողականորեն երեքն ենհիմնական ոլորտները. Ի դեպ, բոցի կառուցվածքի ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ տարբեր նյութեր այրվում են տարբեր տեսակի ջահի առաջացմամբ։
Երբ այրվում է գազի և օդի խառնուրդը, սկզբում ձևավորվում է կարճ ջահ, որի գույնն ունի կապույտ և մանուշակագույն երանգներ։ Դրանում տեսանելի է միջուկը՝ կանաչ-կապույտ, կոն հիշեցնող։ Հաշվի առեք այս բոցը: Նրա կառուցվածքը բաժանված է երեք գոտիների՝
- Առանձնացրեք նախապատրաստական տարածքը, որտեղ գազի և օդի խառնուրդը տաքացվում է, երբ այն դուրս է գալիս այրիչի անցքից:
- Դրան հաջորդում է այն գոտին, որտեղ տեղի է ունենում այրումը։ Նա զբաղեցնում է կոնի վերին մասը:
- Օդի հոսքի պակասի դեպքում գազն ամբողջությամբ չի այրվում։ Ազատվում են երկվալենտ ածխածնի օքսիդ և ջրածնի մնացորդներ։ Նրանց հետայրումը տեղի է ունենում երրորդ տարածքում, որտեղ կա թթվածնի հասանելիություն։
Այժմ եկեք առանձին դիտարկենք այրման տարբեր գործընթացներ։
Մոմ վառվող
Մոմ վառելը նման է լուցկի կամ կրակայրիչ վառելուն: Իսկ մոմի բոցի կառուցվածքը նման է տաք գազի հոսքի, որը վեր է քաշվում լողացող ուժերի պատճառով: Գործընթացը սկսվում է վիթիլի տաքացմամբ, որին հաջորդում է պարաֆինի գոլորշիացումը։
Թելի ներսում և հարակից ամենացածր գոտին կոչվում է առաջին շրջան։ Վառելիքի մեծ քանակության, բայց թթվածնային խառնուրդի փոքր ծավալի պատճառով ունի թեթեւ կապույտ փայլ։ Այստեղ նյութերի թերի այրման գործընթացն իրականացվում է ածխածնի օքսիդի արտազատմամբ, որն էլ ավելի է օքսիդանում։
Առաջին գոտիշրջապատված է երկրորդ լուսավոր պատյանով, որը բնութագրում է մոմի բոցի կառուցվածքը: Այն մտնում է ավելի մեծ ծավալով թթվածին, որն առաջացնում է օքսիդատիվ ռեակցիայի շարունակություն՝ վառելիքի մոլեկուլների մասնակցությամբ։ Ջերմաստիճանի ցուցանիշներն այստեղ ավելի բարձր կլինեն, քան մութ գոտում, բայց անբավարար վերջնական քայքայման համար։ Հենց առաջին երկու հատվածներում է ի հայտ գալիս լուսավոր ազդեցություն, երբ չայրված վառելիքի և ածխի մասնիկների կաթիլները ուժեղ տաքանում են։
Երկրորդ գոտին շրջապատված է նուրբ թաղանթով՝ բարձր ջերմաստիճանի արժեքներով։ Այն մտնում են բազմաթիվ թթվածնի մոլեկուլներ, ինչը նպաստում է վառելիքի մասնիկների ամբողջական այրմանը։ Նյութերի օքսիդացումից հետո երրորդ գոտում լուսային ազդեցություն չի նկատվում։
Սխեմատիկ
Պարզության համար ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում վառվող մոմի պատկերը։ Ֆլեյմի նախշը ներառում է՝
- Առաջին կամ մութ տարածք։
- Երկրորդ լուսավոր գոտի.
- Երրորդ թափանցիկ պատյան.
Մոմի թելը չի այրվում, այլ տեղի է ունենում միայն թեքված ծայրի ածխանալը։
Այրվող ոգեղեն լամպ
Ալկոհոլի փոքր տարաները հաճախ օգտագործվում են քիմիական փորձերի համար: Նրանք կոչվում են ալկոհոլային լամպեր: Այրիչի վիշապը ներծծված է անցքի միջով լցված հեղուկ վառելիքով: Դրան նպաստում է մազանոթային ճնշումը: Ֆիլիթի ազատ գագաթին հասնելուց հետո ալկոհոլը սկսում է գոլորշիանալ։ Գոլորշի վիճակում այն վառվում է և այրվում 900 ° C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում։
Սուրբ լամպի բոցը նորմալ ձև ունի, գրեթե անգույն է, թեթև երանգով։Կապույտ. Նրա գոտիները այնքան հստակ տեսանելի չեն, որքան մոմի գոտիները:
Գիտնական Բարթելի անունով ալկոհոլային այրիչում կրակի սկիզբը գտնվում է այրիչի շիկացած ցանցի վերևում: Կրակի այս խորացումը հանգեցնում է ներքին մուգ կոնի նվազմանը, իսկ միջին հատվածը դուրս է գալիս անցքից, որը համարվում է ամենաթեժը։
Գույնի հատկանիշ
Բոցի տարբեր գույների արտանետումներ, որոնք առաջանում են էլեկտրոնային անցումներից: Դրանք նաև կոչվում են ջերմային: Այսպիսով, օդում ածխաջրածնային բաղադրիչի այրման արդյունքում կապույտ բոցը պայմանավորված է H-C միացության արտազատմամբ: Եվ երբ C-C մասնիկներ են արտանետվում, ջահը դառնում է նարնջագույն-կարմիր:
Դժվար է տեսնել բոցի կառուցվածքը, որի քիմիան ներառում է ջրի, ածխածնի երկօքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի միացությունները՝ OH կապը։ Նրա լեզուները գործնականում անգույն են, քանի որ վերը նշված մասնիկները այրվելիս արձակում են ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր ճառագայթում։
Բոցի գույնը փոխկապակցված է ջերմաստիճանի ցուցիչների հետ՝ նրանում իոնային մասնիկների առկայությամբ, որոնք պատկանում են որոշակի արտանետման կամ օպտիկական սպեկտրին։ Այսպիսով, որոշ տարրերի այրումը հանգեցնում է այրիչում կրակի գույնի փոփոխության: Ջահի գույնի տարբերությունները կապված են պարբերական համակարգի տարբեր խմբերում տարրերի դասավորության հետ։
Հրդեհ տեսանելի սպեկտրի հետ կապված ճառագայթման առկայության համար, ուսումնասիրեք սպեկտրոսկոպը։ Միաժամանակ պարզվել է, որ ընդհանուր ենթախմբի պարզ նյութերը նույնպես ունեն բոցի նման գունավորում։ Պարզության համար նատրիումի այրումը օգտագործվում է որպես փորձություն դրա համարմետաղական. Երբ կրակի մեջ են մտնում, լեզուները դառնում են վառ դեղին: Ելնելով գունային բնութագրերից՝ նատրիումի գիծը մեկուսացված է արտանետումների սպեկտրում։
Ալկալիական մետաղները բնութագրվում են ատոմային մասնիկների լույսի ճառագայթման արագ գրգռման հատկությամբ։ Երբ նման տարրերի ցածր ցնդող միացությունները ներմուծվում են Բունզենի այրիչի կրակի մեջ, այն գունավորվում է։
Սպեկտրոսկոպիկ հետազոտությունը ցույց է տալիս բնորոշ գծեր մարդու աչքի համար տեսանելի հատվածում: Լույսի ճառագայթման գրգռման արագությունը և պարզ սպեկտրային կառուցվածքը սերտորեն կապված են այս մետաղների բարձր էլեկտրադրական բնութագրի հետ:
Բնութագիր
Բոցի դասակարգումը հիմնված է հետևյալ բնութագրերի վրա՝
Այրվող միացությունների
Արձագանքող խառնուրդների շարժման
Բոցավառումը տեղի է ունենում ակտիվ բաղադրիչների դիֆուզիայի կամ նախնական խառնման արդյունքում:
Օքսիդացման և նվազեցման շրջան
Օքսիդացման գործընթացը տեղի է ունենում աննկատ գոտում: Նա ամենաթեժն է և գտնվում է վերևում: Դրանում վառելիքի մասնիկները ենթարկվում են ամբողջական այրման։ Իսկ թթվածնի ավելցուկի և վառելիքի պակասի առկայությունը հանգեցնում է ինտենսիվ օքսիդացման գործընթացի։ Այս հատկությունը պետք է օգտագործվի այրիչի վրայով առարկաները տաքացնելիս: Այդ պատճառով նյութը ընկղմվում է բոցի վերին մասում։ Նման այրումը շատ ավելի արագ է ընթանում։
Կրակի կենտրոնական և ստորին հատվածներում տեղի են ունենում վերականգնողական ռեակցիաներ։ Այն պարունակում է այրվող նյութերի մեծ պաշար և փոքր քանակությամբ O2 մոլեկուլներ, որոնք իրականացնում են այրումը: Երբ թթվածին պարունակող միացությունները ներմուծվում են այս տարածքներում, O տարրը ճեղքվում է:
Սև սուլֆատի պառակտման գործընթացը օգտագործվում է որպես նվազեցնող կրակի օրինակ: Երբ FeSO4 մտնում է այրիչի բոցի կենտրոնական մաս, այն սկզբում տաքանում է, այնուհետև քայքայվում է երկաթի օքսիդի, անհիդրիդի և ծծմբի երկօքսիդի: Այս ռեակցիայում դիտվում է S-ի կրճատում լիցքավորմամբ +6-ից +4-ի:
Եռակցման բոց
Հրդեհի այս տեսակն առաջանում է մաքուր օդում գազի կամ հեղուկ գոլորշու խառնուրդի այրման արդյունքում թթվածնի հետ։
Օրինակ է թթվածին-ացետիլենային բոցի առաջացումը: Այն կարևորում է՝
- հիմնական գոտի;
- միջին վերականգնման տարածք;
- բռնկման ավարտի գոտի.
Այնքան շատ են այրվումգազ-թթվածին խառնուրդներ. Ացետիլենի և օքսիդիչի հարաբերակցության տարբերությունները հանգեցնում են տարբեր տեսակի բոցի: Այն կարող է լինել նորմալ, ածխաջրացնող (ացետիլենային) և օքսիդացնող կառուցվածք։
Տեսականորեն մաքուր թթվածնում ացետիլենի թերի այրման գործընթացը կարելի է բնութագրել հետևյալ հավասարմամբ՝ HCCH + O2 → H2.+ CO +CO (ռեակցիայի համար պահանջվում է մեկ մոլ O2).
Ստացված մոլեկուլային ջրածինը և ածխածնի օքսիդը փոխազդում են օդի թթվածնի հետ: Վերջնական արտադրանքը ջուրն է և քառավալենտ ածխածնի երկօքսիդը: Հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը՝ CO + CO + H2 + 1½O2 → CO2 + CO2 +H2O. Այս ռեակցիայի համար անհրաժեշտ է 1,5 մոլ թթվածին: O2-ն ամփոփելիս պարզվում է, որ 1 մոլ HCCH-ի վրա ծախսվում է 2,5 մոլ։ Եվ քանի որ գործնականում դժվար է գտնել կատարյալ մաքուր թթվածին (հաճախ այն ունի մի փոքր աղտոտվածություն կեղտերով), O2-ի և HCCH-ի հարաբերակցությունը կլինի 1,10-ից 1,20::
Երբ թթվածնի և ացետիլենի հարաբերակցությունը 1,10-ից փոքր է, առաջանում է ածխաջրացնող բոց: Նրա կառուցվածքն ունի ընդլայնված միջուկ, ուրվագծերը դառնում են մշուշոտ։ Նման կրակից մուր է արտանետվում թթվածնի մոլեկուլների բացակայության պատճառով։
Եթե գազերի հարաբերակցությունը մեծ է 1, 20-ից, ապա ստացվում է օքսիդացող բոց՝ թթվածնի ավելցուկով։ Դրա ավելցուկային մոլեկուլները ոչնչացնում են երկաթի ատոմները և պողպատե այրիչի այլ բաղադրիչները: Նման բոցի մեջ միջուկային մասը դառնում է կարճ և սրածայր։
Ջերմաստիճանի ցուցումներ
Յուրաքանչյուր մոմ կամ այրիչ հրդեհային գոտի ունիդրանց արժեքները՝ պայմանավորված թթվածնի մոլեկուլների մատակարարմամբ: Բաց կրակի ջերմաստիճանը նրա տարբեր մասերում տատանվում է 300 °C-ից մինչև 1600 °C:
Օրինակ է դիֆուզիոն և շերտավոր բոցը, որը ձևավորվում է երեք պատյաններով: Դրա կոնը բաղկացած է մութ տարածքից մինչև 360 ° C ջերմաստիճանով և օքսիդացնող նյութի պակասով: Վերևում փայլի գոտի է: Նրա ջերմաստիճանի ցուցիչը տատանվում է 550-ից 850 ° C, ինչը նպաստում է ջերմային այրվող խառնուրդի քայքայմանը և դրա այրմանը։
Արտաքին տարածքը հազիվ տեսանելի է: Դրանում բոցի ջերմաստիճանը հասնում է 1560 ° C-ի, ինչը պայմանավորված է վառելիքի մոլեկուլների բնական բնութագրերով և օքսիդացնող նյութի մուտքի արագությամբ։ Հենց այստեղ է այրվում ամենաուժեղը։
Նյութերը բռնկվում են տարբեր ջերմաստիճանային պայմաններում: Այսպիսով, մետաղական մագնեզիումը այրվում է միայն 2210 °C ջերմաստիճանում: Շատ պինդ նյութերի դեպքում բոցի ջերմաստիճանը մոտ 350°C է: Լուցկին և կերոսինը կարող են բռնկվել 800°C ջերմաստիճանում, մինչդեռ փայտը կարող է բռնկվել 850°C-ից մինչև 950°C:
Ծխախոտը այրվում է բոցով, որի ջերմաստիճանը տատանվում է 690-ից 790 °C, իսկ պրոպան-բութանի խառնուրդում 790 °C-ից մինչև 1960 °C: Բենզինը բռնկվում է 1350°C-ում։ Այրվող սպիրտի բոցը 900°C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճան ունի։
