Жану процесінде жалын пайда болады, оның құрылымы әрекеттесетін заттардың есебінен болады. Оның құрылымы температура көрсеткіштеріне байланысты аймақтарға бөлінеді.
Анықтама
Жалын ыстық газдар деп аталады, олардың құрамында плазмалық компоненттер немесе заттар қатты дисперсті түрде болады. Олар люминесценциямен, жылу энергиясының бөлінуімен және жылытумен жүретін физикалық және химиялық түрдегі түрлендірулерді жүзеге асырады.
Газ тәрізді ортада иондық және радикалды бөлшектердің болуы оның электр өткізгіштігін және электромагниттік өрістегі ерекше әрекетін сипаттайды.
Жалын дегеніміз не
Әдетте бұл жанумен байланысты процестердің атауы. Ауамен салыстырғанда газдың тығыздығы төмен, бірақ жоғары температура газдың көтерілуіне әкеледі. Ұзын және қысқа болатын жалын осылай пайда болады. Көбінесе бір пішіннен екіншісіне біркелкі ауысады.
Жалын: құрылымы мен құрылымы
Сипатталған құбылыстың сыртқы түрін анықтау үшін газ оттығын жағу жеткілікті. Пайда болған жарықсыз жалынды біртекті деп атауға болмайды. Көрнекі түрде үшеуі барнегізгі аймақтар. Айтпақшы, жалынның құрылымын зерттеу әр түрлі заттардың алаудың басқа түрінің пайда болуымен жанатынын көрсетеді.
Газ бен ауа қоспасы жанған кезде алдымен қысқа алау пайда болады, оның түсі көк және күлгін реңктері бар. Онда өзегі көрінеді - жасыл-көк, конусқа ұқсайды. Бұл жалынды қарастырыңыз. Оның құрылымы үш аймаққа бөлінген:
- Оттық тесігінен шығатын газ бен ауа қоспасы қызатын дайындық аймағын бөліңіз.
- Одан кейін жану орын алатын аймақ келеді. Ол конустың жоғарғы бөлігін алып жатыр.
- Ауа ағыны жетіспесе, газ толық жанбайды. Екі валентті көміртегі оксиді мен сутегі қалдықтары бөлінеді. Олардың жануы оттегі бар үшінші аймақта орын алады.
Енді әртүрлі жану процестерін бөлек қарастырайық.
Шам жағу
Шам жағу сіріңке немесе шақпақ жағумен бірдей. Ал шам жалынының құрылымы қалқымалы күштердің әсерінен жоғары тартылатын ыстық газ ағынына ұқсайды. Процесс фитильді қыздырудан басталады, содан кейін парафиннің булануы.
Жіптің ішіндегі және іргелес жатқан ең төменгі аймақ бірінші аймақ деп аталады. Жанармайдың көп мөлшеріне байланысты аздап көгілдір жарқырау бар, бірақ оттегі қоспасының көлемі аз. Мұнда заттардың толық емес жану процесі көміртегі тотығының бөлінуімен жүзеге асады, ол әрі қарай тотығады.
Бірінші аймақшам жалынының құрылымын сипаттайтын жарқыраған екінші қабықпен қоршалған. Оған оттегінің үлкен көлемі түседі, бұл отын молекулаларының қатысуымен тотығу реакциясының жалғасуын тудырады. Мұнда температура көрсеткіштері қараңғы аймаққа қарағанда жоғары болады, бірақ түпкілікті ыдырау үшін жеткіліксіз. Дәл алғашқы екі аймақта жанбаған отын мен көмір бөлшектерінің тамшылары қатты қызған кезде жарық әсері пайда болады.
Екінші аймақ жоғары температура мәндері бар жұқа қабықпен қоршалған. Оған көптеген оттегі молекулалары кіреді, бұл отын бөлшектерінің толық жануына ықпал етеді. Заттар тотыққаннан кейін үшінші аймақта жарық әсері байқалмайды.
Схема
Түсінікті болу үшін сіздердің назарларыңызға жанып тұрған шамның бейнесін ұсынамыз. Жалын үлгісі мыналарды қамтиды:
- Бірінші немесе қараңғы аймақ.
- Екінші жарық аймағы.
- Үшінші мөлдір қабық.
Шамның жібі жанбайды, тек майысқан ұшы ғана күйіп қалады.
Жанған рух шамы
Химиялық тәжірибелер үшін алкогольдің шағын цистерналары жиі пайдаланылады. Оларды спирт шамдары деп атайды. Оттықтың фитильі тесік арқылы құйылған сұйық отынмен сіңдірілген. Бұған капиллярлық қысым ықпал етеді. Фитильдің бос жоғарғы жағына жеткенде, алкоголь булана бастайды. Бу күйінде ол отқа жағылады және 900 ° C аспайтын температурада жанады.
Спирт шамының жалыны қалыпты пішінді, ол түссіз дерлік, аздаған реңктікөк. Оның аймақтары шамның аймақтары сияқты анық көрінбейді.
Ғалым Бартель атындағы спирт оттығында оттың басы жанарғының қыздыру торының үстінде орналасқан. Жалынның осылай тереңдей түсуі ішкі қараңғы конустың азаюына әкеледі, ал ортаңғы бөлік ең ыстық деп саналатын тесіктен шығады.
Түс сипаттамасы
Электрондық ауысулардан туындаған әртүрлі жалын түстерінің эмиссиялары. Оларды термиялық деп те атайды. Сонымен, ауадағы көмірсутекті компоненттің жануы нәтижесінде көк жалын H-C қосылысының бөлінуіне байланысты. Ал C-C бөлшектері шығарылғанда, алау қызғылт сары-қызылға айналады.
Химиясында су, көмірқышқыл газы және көміртегі тотығы қосылыстары, ОН байланысы бар жалынның құрылымын көру қиын. Оның тілдері іс жүзінде түссіз, өйткені жоғарыдағы бөлшектер жанған кезде ультракүлгін және инфрақызыл сәулелер шығарады.
Жалынның түсі температуралық индикаторлармен, оның ішінде белгілі бір сәулеленуге немесе оптикалық спектрге жататын иондық бөлшектердің болуымен өзара байланысты. Осылайша, кейбір элементтердің жануы оттықтағы оттың түсінің өзгеруіне әкеледі. Шамның бояуындағы айырмашылықтар периодтық жүйенің әртүрлі топтарындағы элементтердің орналасуымен байланысты.
Көрінетін спектрге қатысты сәулеленудің болуы үшін өрт, спектроскопты зерттеңіз. Сонымен қатар жалпы топшаға жататын қарапайым заттардың да жалынның ұқсас бояуы болатыны анықталды. Түсінікті болу үшін бұл үшін сынақ ретінде натрийдің жануы қолданыладыметалл. Жалынға әкелгенде, тілдер ашық сарыға айналады. Түс сипаттамалары негізінде натрий сызығы эмиссия спектрінде оқшауланған.
Сілтілік металдар атомдық бөлшектердің жарық сәулеленуінің жылдам қозу қасиетімен сипатталады. Мұндай элементтердің төмен ұшатын қосылыстары Бунсен оттығының отына енгізілгенде, ол түсті болады.
Спектроскопиялық зерттеу адамның көзіне көрінетін аймақта тән сызықтарды көрсетеді. Жарық сәулеленуінің қозу жылдамдығы және қарапайым спектрлік құрылымы осы металдардың жоғары электропозитивті сипаттамасымен тығыз байланысты.
Сипаттамасы
Жалын классификациясы келесі сипаттамаларға негізделген:
- жанып тұрған қосылыстардың жиынтық күйі. Олар газ тәрізді, аэродисперсті, қатты және сұйық күйде болады;
- түссіз, жарқыраған және түрлі-түсті болуы мүмкін сәулелену түрі;
- тарату жылдамдығы. Жылдам және баяу таралу бар;
- жалын биіктігі. Құрылым қысқа немесе ұзын болуы мүмкін;
- әрекеттесетін қоспалардың қозғалыс сипаты. Пульсациялық, ламинарлы, турбулентті қозғалысты бөліңіз;
- көрнекі қабылдау. Заттар түтін, түрлі-түсті немесе мөлдір жалынмен жанады;
- температура көрсеткіші. Жалын төмен температура, суық және жоғары температура болуы мүмкін.
- фазалық отынның күйі - тотықтырғыш.
Жану белсенді ингредиенттерді диффузиялау немесе алдын ала араластыру нәтижесінде пайда болады.
Тотығу және қалпына келтіру аймағы
Тотығу процесі көрінбейтін аймақта жүреді. Ол ең ыстық және жоғарғы жағында орналасқан. Онда отын бөлшектері толық жануға ұшырайды. Ал оттегінің артық болуы және отынның жетіспеушілігі қарқынды тотығу процесіне әкеледі. Бұл мүмкіндікті қыздырғыштың үстіндегі заттарды қыздыру кезінде пайдалану керек. Сондықтан зат жалынның жоғарғы бөлігіне батырылады. Мұндай жану әлдеқайда жылдам жүреді.
Тотықсыздану реакциялары жалынның орталық және төменгі бөліктерінде жүреді. Оның құрамында жанғыш заттардың көп қоры және жануды жүзеге асыратын аздаған O2 молекулалары бар. Бұл аймақтарға құрамында оттегі бар қосылыстар енгізілгенде, O элементі бөлінеді.
Темір сульфатын бөлу процесі азайту жалынының мысалы ретінде пайдаланылады. FeSO4 оттық жалынының орталық бөлігіне түскенде, ол алдымен қызады, содан кейін темір оксидіне, ангидридке және күкірт диоксидіне ыдырайды. Бұл реакцияда S зарядының +6-дан +4-ке дейін төмендеуі байқалады.
Дәнекерлеу жалыны
Өрттің бұл түрі таза ауада газ немесе сұйық бу қоспасының оттегімен жануы нәтижесінде пайда болады.
Мысал ретінде оттегі-ацетилен жалынының түзілуін келтіруге болады. Ол мынаны көрсетеді:
- негізгі аймақ;
- орташа қалпына келтіру аймағы;
- жалудың соңы аймағы.
Талай жанып кеттігаз-оттегі қоспалары. Ацетилен мен тотықтырғыштың қатынасындағы айырмашылықтар жалынның басқа түріне әкеледі. Бұл қалыпты, карбюризациялаушы (ацетиленді) және тотықтырғыш құрылым болуы мүмкін.
Теориялық тұрғыдан ацетиленнің таза оттегіде толық жанбау процесін келесі теңдеумен сипаттауға болады: HCCH + O2 → H2+ CO +CO (реакция үшін бір моль O2 қажет).
Алынған молекулалық сутегі мен көміртегі тотығы ауадағы оттегімен әрекеттеседі. Соңғы өнімдер су және төрт валентті көміртегі тотығы болып табылады. Теңдеу келесідей: CO + CO + H2 + 1½O2 → CO2 + CO2 +H2O. Бұл реакция үшін 1,5 моль оттегі қажет. O2 қорытындылағанда, 1 моль HCCH-ге 2,5 моль жұмсалатыны белгілі болды. Ал іс жүзінде мінсіз таза оттегін табу қиын болғандықтан (көбінесе оның қоспалармен шамалы ластануы бар), O2 мен HCCH қатынасы 1,10 – 1,20 болады.
Оттегінің ацетиленге қатынасы 1,10-нан аз болғанда, көміртекті жалын пайда болады. Оның құрылымы ұлғайған өзегі бар, оның контурлары бұлыңғыр болады. Мұндай оттан күйе бөлінеді, себебі оттегі молекулалары жоқ.
Егер газдардың қатынасы 1, 20-дан көп болса, онда оттегінің артық мөлшері бар тотықтырғыш жалын алынады. Оның артық молекулалары темір атомдарын және болат оттығының басқа компоненттерін бұзады. Мұндай жалында ядролық бөлік қысқа және үшкір болады.
Температура көрсеткіштері
Әр шырақ немесе оттықтың өрт аймағы бароттегі молекулаларының жеткізілуіне байланысты олардың мәндері. Ашық жалынның әртүрлі бөліктеріндегі температурасы 300 °C пен 1600 °C аралығында болады.
Мысал үш қабықшадан тұратын диффузиялық және ламинарлы жалын болып табылады. Оның конусы температурасы 360 ° C-қа дейін және тотықтырғыш заттың жетіспеушілігімен қараңғы аймақтан тұрады. Оның үстінде жарқыраған аймақ бар. Оның температура индикаторы 550-ден 850 ° C-қа дейін ауытқиды, бұл термиялық жанғыш қоспаның ыдырауына және оның жануына ықпал етеді.
Сыртқы аймақ әрең көрінеді. Онда жалын температурасы 1560 ° C-қа жетеді, бұл отын молекулаларының табиғи сипаттамаларына және тотықтырғыштың ену жылдамдығына байланысты. Бұл жерде жану ең күшті.
Заттар әртүрлі температура жағдайында тұтанады. Сонымен, металл магний 2210 ° C температурада ғана жанады. Көптеген қатты заттар үшін жалын температурасы шамамен 350 ° C құрайды. Сіріңке мен керосин 800°C, ал ағаш 850°C-тан 950°C-қа дейін тұтануы мүмкін.
Темекі температурасы 690-дан 790 °C-қа дейін, ал пропан-бутан қоспасында 790 °C-ден 1960 °C-қа дейін өзгеретін жалынмен жанады. Бензин 1350°С-та жанады. Алкогольді жағудың жалынының температурасы 900 ° C аспайды.
