химическая реакция горения мочевины в воздухе

[Paul_K]

57 минут назад, yatcheh сказал:

Это уже не реакция, это - "процесс". А в процессе может кто угодно участвовать. Тут азот теплоту уносит, а "У Габила" младший брат его - Эйнур картонкой воздух над мангалом гоняет - тоже в процессе горения угля участвует

Все-таки, когда реагентом-окислителем является воздух, необходимо учитывать теплоемкость азота. Химически он не участвует в реакции, но для случая мочевины, или меламина, или циануровой кислоты можно считать его ингибитором горения. 

[M_GM]

Тогда Эйнура надо считать катализатором горения

[Paul_K]

1 час назад, M_GM сказал:

Тогда Эйнура надо считать катализатором горения

Разница в том, что азот в воздухе есть всегда, а Эйнур - нет.

Не так мало веществ, которые стабильно горят в кислороде, но не на воздухе. Тиомочевина та же, цианамид или селен. Причем горение даже в разреженной атмосфере кислорода гораздо активнее, чем в O2-N2 смеси с тем же парциальным давлением O2. Космонавт Бондаренко из-за этого сгорел в барокамере. Так что азот - объективно ингибитор горения.

[yatcheh]

1 час назад, Paul_K сказал:

Разница в том, что азот в воздухе есть всегда, а Эйнур - нет.

Не так мало веществ, которые стабильно горят в кислороде, но не на воздухе. Тиомочевина та же, цианамид или селен. Причем горение даже в разреженной атмосфере кислорода гораздо активнее, чем в O2-N2 смеси с тем же парциальным давлением O2. Космонавт Бондаренко из-за этого сгорел в барокамере. Так что азот - объективно ингибитор горения.

 

Ну, ладно. Когда катализатор - это понятно. Можно написать его над стрелочкой в уравнении реакции. А как тогда быть с ингибитором?

CO(NH₂)₂ + O₂ --(N₂, 78 об. %)--> 

[Дущ]

По справочнику Корольченко мочевина горючее вещество

[yatcheh]

10 часов назад, Дущ сказал:

По справочнику Корольченко мочевина горючее вещество

 

Для обычного человека-химика, горючее вещество можно поджечь спичкой. Если спичкой поджечь не получается - это негорючее вещество. Мочевина к таким веществам и относится. Но это не значит, что она не может гореть. Может, конечно, если её массу предварительно достаточно сильно нагреть. 

[Paul_K]

12 часов назад, Дущ сказал:

По справочнику Корольченко мочевина горючее вещество

Стало интересно, нашел этот справочник. Вот что там говорится:

 

Мочевина, карбамид, CH4ON2
Физико-химические свойства: Кристаллическое вещество. Мол. масса 60,05;
плотн. 1335 кг/м3; насыпная масса 630–710 кг/м3; т. плавл. 132,7°С; тепл. cгop.
–553 кДж/моль; в воде раствор. 52% масс.
Пожароопасные свойства: Горючее вещество. Т. всп. 182°С (о.т.); т. воспл.
223°С; т. самовоспл. аэровзвеси 470°С; нижн. конц. предел распр. пл. аэровзвеси
70 г/м3; макс. давл. взрыва 590 кПа; миним. энергия зажигания 80 мДж. При
взаимодействии мочевины с НNО3 может образоваться взрывчатый нитрат мо-
чевины. При длительном хранении в складах навалом мочевина при повышен-
ной температуре может слеживаться и частично разлагаться с образованием
биурета и газообразного аммиака. Это особенно следует учитывать в районах с
жарким климатом. Мочевина с добавками форммочевины — горючее вещество с
т. кип. 155°С; хорошо растворяется в воде; при нагревании до 180–200°С выде-
ляет аммиак (при поднесении горящего факела наблюдается вспышка аммиачно-
воздушной смеси). Для образца дисперсностью менее 80 мкм: т. самовоспл.
аэровзвеси 440°С; нижн. конц. предел распр. пл. 75 г/м3; макс. давл. взрыва
520 кПа; макс. скорость нарастания давления 500 кПа/с.
Средства тушения: Распыленная вода со смачивателями.

 

Честно говоря, не понимаю, как это стыкуется со свойствами мочевины, которая выше 150 С разлагается, а кипит с разложением при 174 С. При 175 она количественно переходит в циануровую кислоту, которая, согласно тому же справочнику, трудногорюча. Непонятно, что воспламеняется при 223 градусах, при такой температуре мочевина уже не живет. Аммиак, что ли горит? Аммиак горит только в кислороде, хотя с воздухом может образовывать взрывчатые смеси.

Я в свое время плавил мочевину в консервной банке, выливал расплав на горячие угли, и ничего похожего на горение не было. Вонизм один 

[M_GM]

Даже в приводимых вами данных можно заметить противоречия

Как мочевина "кипит с разложением при 174 С" если она уже "выше 150 С разлагается" ??

Как она "при 175 количественно переходит в циануровую кислоту" , если она "выше 150 С разложилась," а при 174 откипела также разложившись??? 

 

Возможно все дело в скоростях нагрева и скоростях реакций.  Если нагревать образец в струе горячего воздуха со скоростью 10-20 градусов в минуту, то не успев толком ни разложиться, ни количественно перейти в циануровую кислоту он вспыхнет ...  

И что там вспыхнуло в первую очередь, что послужило инициатором вспышки, сама ли мочевина, либо какой-то неустойчивый промежуточный продукт разложения/превращения - уже не важно.
Сгорает всё ... 

Хотя нет, остается немного летучего вонизма

 

Изменено 23 Ноября, 2019 в 21:40 пользователем M_GM

[M_GM]

=

Изменено 23 Ноября, 2019 в 21:40 пользователем M_GM

[Paul_K]

1 час назад, M_GM сказал:

Даже в приводимых вами данных можно заметить противоречия

Как мочевина "кипит с разложением при 174 С" если она уже "выше 150 С разлагается" ??

Как она "при 175 количественно переходит в циануровую кислоту" , если она "выше 150 С разложилась," а при 174 откипела также разложившись??? 

 

Возможно все дело в скоростях нагрева и скоростях реакций.  Если нагревать образец в струе горячего воздуха со скоростью 10-20 градусов в минуту, то не успев толком ни разложиться, ни количественно перейти в циануровую кислоту он вспыхнет ...  

И что там вспыхнуло в первую очередь, что послужило инициатором вспышки, сама ли мочевина, либо какой-то неустойчивый промежуточный продукт разложения/превращения - уже не важно.
Сгорает всё ... 

Хотя нет, остается немного летучего вонизма

 

На рисунке термограммы мочевины и биурета. Ниже 220С есть слабый экзотерм, который авторы называют "исчезновением мочевины", видимо, этот экзотерм связан с формированием твердой фазы биурета. Термолиз проводился на воздухе, со скоростью 2 градуса в минуту, при этом никакого горения нет, горение - это очень сильный экзотерм, часто неправильной формы. Гораздо сильней, чем эндотерм плавления. Это ДСК, но там проводились ТГА, в том числе при скорости 10 град/мин, но стадии потери массы тоже соответствовали разложению мочевины до биурета и циануровой кислоты с последующей сублимацией последней (или разложением до циановой, я не знаю). При быстром термолизе, естественно, хуже разделялись ступени и все. Взято отсюда.

 

Fig. 3 Qualitative comparison of DSC signals for urea and biuret decomposition
(1 – melting of urea, 2 – melting of biuret in a eutectic mixture,
3 – urea disappears, 4 – melting of biuret, and 5 – sublimation of cyanuric
acid).