Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Наприклад, в нормальному гептані

Розрахунок температури самоспалахування

Стандартна температура самоспалахування Т_св, що наведена в довідниках, отримана експериментально за стандартною методикою для горючої суміші стехіометричного складу. Встановлено, що в межах гомологічного ряду величина Т_св є функцією довжини вуглецевого ланцюгу в молекулі. Чим довший ланцюг, тим нижче температура самозаймання. Метод розрахунку Т_своснований на емпирічній залежності Т_св від середньої довжини вуглецевого ланцюга.

Метод придатний для розрахунку Т_св аліфатичних вуглеводнів, аліфатичних спиртів та ароматичних вуглеводнів.

Задача складається в тому, щоб за структурною формулою хімічного з’єднання знайти для нього середню довжину вуглецевих ланцюгів.

Вуглецевий ланцюг – це ланцюг атомів вуглецю від одного кінця молекули до іншого. Довжина ланцюга – це кількість атомів вуглецю в такому ланцюгу.

Наприклад, в нормальному гептані

один вуглецевий ланцюг і його довжина складає 7.

В ізобутані

три ланцюга з однаковою довжиною (ланцюги 1-2-3, 1-2-4 та 3-2-4), довжина кожного ланцюга дорівнює 3. Середня довжина вуглецевих ланцюгів в тому ж з’єднанні теж дорівнює 3.

Визначивши середню довжину ланцюга, далі за таблицями XIY-XYI додатків знаходять Т_св.

Наприклад, для н-гептана Т_св = 496 К, а для ізобутана Т_св = 743 К (таблиця XIY для граничних вуглеводнів).

В молекулі хімічного з’єднання зі складною структурою іноді буває важко відразу знайти усі вуглецеві ланцюги. Тому для визначення числа ланцюгів використовують формулу:

,(47)

деM_p - кількість кінцевих функціональних груп , таких як: -CH₃, -OH та бензольних кілець.

Наприклад, в н-гептані 2 групи CH₃, тобто M_p = 2, з формули (47) слідує, що кількість ланцюгів дорівнює 1. В ізобутані M_p = 3, підставляючи це значення в формулу (47), отримаємо m= 3.

Приклад 13. Розрахувати температуру самоспалахування 3-этил-4-ізо-пропілгексана

Розв’язання.

1. Записуємо структурну формулу сполуки, нумеруємо усі атоми вуглецю:

2. В молекулі сполуки п’ять кінцевих метильних груп (CH₃), тобто M_p = 5. Визначаємо кількість ланцюгів:

3. Знаходимо ці ланцюги та встановлюємо їх довжину. Для зручності складемо наступну таблицю

Вуглецевий ланцюг m_i	1-6	1-8	1-10	1-11	6-8	6-10	6-11	8-10	8-11	10-11
Довжина ланцюга ℓ l_i

4. Визначаемо середнє арифметичне значення довжини вуглецевих ланцюгів

l_ср

5. За таблицею XIY додатків знаходимо температуру самоспалахування 3-этил-4-ізопропілгексана, відшукуючи її за значенням середньої довжини ланцюга в молекулі сполуки:

Т_св= 522 К= 249 ^oС

Особливості розрахунку Т_св аліфатичних спиртів

При визначенні довжини вуглецевих ланцюгів в молекулі аліфатичного спирту необхідно враховувати наступне правило. Гідроксильна група у вуглецевому ланцюзі збільшує її довжину на одиницю.

Приклад 14. Розрахувати температуру самоспалахування 2,2-диметил-3-етилгексанола-1.

Розв’язання.

1. Запишемо структурну формулу сполуки та пронумеруємо усі атоми вуглецю, групу -ОН позначимо буквою Г(гідроксил)

2. В молекулі 5 кінцевих груп: 4 метильних (-CH₃) та одна гідроксильна (-OH), т.е. М_р= 5. Тоді кількість ланцюгів

3. Складаємо таблицю, до якої внесемо ланцюги та їх довжину.

Вуглецевий ланцюг m_i	Г-6	Г-7	Г-8	Г-10	7-6	7-8	7-10	6-8	6-10	8-10
Довжина ланцюга ℓl_i

Довжинв перших чотирьох ланцюгів, що вміщують гідроксильну групу (-OH) на одиницю більше, ніж кількість атомів вуглецю в ланцюзі.

4. Розраховуємо середню довжину вуглецевих ланцюзів:

l_ср

5. За таблицею XV додатків знаходимо відповідну температуру самоспалахування Т₀ = 582 К= 309^oС.

Особливості розрахунку Т_св ароматичних сполук

При визначенні кількості ланцюгів та їх довжини в молекулі ароматичної сполуки слід мати на увазі такі правила:

феніл (бензольне кільце), що зназодиться всередині вуглецевого ланцюга, враховується й як кінцева;

при визначенні вуглецевого ланцюга атоми вуглецю в бензольному кільці до розрахунку не приймаються;

феніл, що знаходиться у вуглецевому ланцюзі, скорочує її на одиницю.

Приклад 15. Розрахувати температуру самоспалахування 1-ізопропил-4-ізобутилбензола.

Розв’язання.

1. Записуємо структурну формулу сполуки й вводимо позначення:

2. В молекулі сполуки 4 кінцеві метильні групи (-CH₃) та 1 феніл, тобто M_p = 5:

3. В цій сполуці згідно до першого правила кінцевим необхідно враховувати й феніл. У цьому випадку вуглецеві ланцюги будуть закінчуватися не тільки на метильних групах (-CH₃), але й на бензольному кільці. Складемо таблицю, до якої внесемо вуглецеві ланцюги та їх довжину.

Вуглецевий ланцюг m_i	1-6	1-7	3-6	3-7	1-Ф	3-Ф	6-Ф	7-Ф	1-3	6-7
Довжина ланцюга ℓl_i

Зверніть увагу, що при визначенні довжини ланцюга атоми вуглецю, наявні в бензольному кільці, в розрахунок не приймаються (правило 2). У восьми вуглецевих ланцюгів, які мають у своєму складі феніл як в середині, так і в кінці ланцюга, довжина ланцюга на одиницю менше, ніж число атомів вуглецю (правило 3).

4. Розрахуємо середню довжину вуглецевих ланцюгів

ℓ_ср

5. За таблицею XYI додатків знайдемо Т_свароматичної сполуки з відповідною довжиною ланцюга Т_св = 698 К= 425 ^oС.

Пример 16. Розрахувати температуру самоспалахування 2,2-дифеніл- пропану.

Розв’язання.

1. Записуємо структурну формулу сполуки та вводимо позначення

2. Визначимо кількість ланцюгів. В сполуці 4 кінцевих групи (2 метильні та 2 фенілу), тому M_p= 4:

В цій сполуці 6 ланцюгів.

3. Знайдемо ці ланцюги та визначимо їх довжину

Вуглецевий ланцюг m_i	Ф₁-Ф₂	Ф₁-1	Ф₁-3	Ф₂-1	Ф₂-3	1-3
Довжина ланцюга ℓl_i	-1

Ланцюги, що вміщують феніл, скорочуються на одиницю. Так як в ланцюзі Ф₁ - Ф₂ вміщуються два феніли, то її довжина зменшиться на 2.

4. Середня довжина ланцюга буде дорівнювати

l_ср

4. За таблицею XYI додатків знаходимо, що Т₀= 712 К= 439^oС.

Таблиця XIV

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.