Почему аммиак и амины так плохо горят?

[yatcheh]

Мне такая схема пришла в голову (не обессудьте - какая голова, такие и схемы)

Всё начинается с активации кислорода и отрыва врдорода от аммиака:

O2 => *O-O*

NH2-H + *O-O* => NH2* + HOO*

Тут интересна судьба радикала NH2*

Реакция с неактивированным кислородом сомнительна

NH2* + O=O <=> NH2-O-O*

Ввиду слабости связи N-O и высокой энергии образующегося радикала.

Скорее всего, он продолжает болтаться без дела, а цепь продолжает только радикал HOO*

NH3 + HOO* => NH2* + HOOH

HOOH => 2HO*

2NH3 + 2HO* => 2NH2* + 2H2O

А вот когда концентрация радикалов NH2* достаточно возрастёт, начинается их рекомбинация:

2NH2* => NH2-NH2 

"Горячая" молекула гидразина отдаёт водород даже неактивированному кислороду:

NH2-NH2 + O2 => NH2-NH* + HOO*

И начинает избавляться от водорода самостоятельно:

NH2-NH* => H-N=N-H + H*

H-N=N-H => N2 + H2

H* + O2 => HOO*

и т.д. и т.п.

То есть, горение аммиака развивается только при достаточной концентрации радикалов NH2*

Накопление этих радикалов требует времени, а "гасится" они могут активными примесями, стенками сосуда, ну - как обычно. Отсюда, кстати, следует, что горение аммиака в воздухе требует некоторого минимального объёма зоны горения. В небольшом количестве воспламенения не происходит. А вот если на хладокомбинате прохудится рефрижератор, и в атмосферу выйдет сотня кубов аммиака - вот тут он и может взорваться, как нормальный горючий газ.

В аммиачно-кислородной смеси эти процессы проходят быстро, а удельное тепловыделение достаточно для подъёма температуры до значений, при которых всё упрощается и ускоряется.

 

Изменено 13 Сентября, 2023 в 19:30 пользователем yatcheh

[Ryrik]

Может тут еще вредит высокая теплоемкость молекулярного азота?

[ash111]

В 13.09.2023 в 21:51, yatcheh сказал:

Вот где тут собака порылась?

хорошо горят ведьмы, а не амманьяки

[yatcheh]

13.09.2023 в 22:38, Ryrik сказал:

Может тут еще вредит высокая теплоемкость молекулярного азота?

 

Гидразину же она не вредит. 

Предлагаемая фишка в том, что развитие горения идёт при невысоком тепловыделении, и если объём, в котором мы пытаемся вызвать реакцию, слишком мал, то это тепло рассеивается без толку, и реакция затухает.

Держу пари - если аммиачное пламя направить на охлаждаемую поверхность, то в конденсате можно обнаружить гидразин и перекись водорода. 

13.09.2023 в 22:45, ash111 сказал:

хорошо горят ведьмы, а не амманьяки

 

Чтобы сжечь одну ведбму надо три кубометра дров [1]

______

[1] Молот ведьм. Шпренгер, Инститориус, 1487 г, Шпайер.

[ash111]

В 13.09.2023 в 22:48, yatcheh сказал:

 

Гидразину же она не вредит. 

Предлагаемая фишка в том, что развитие горения идёт при невысоком тепловыделении, и если объём, в котором мы пытаемся вызвать реакцию, слишком мал, то это тепло рассеивается без толку, и реакция затухает.

Держу пари - если аммиачное пламя направить на охлаждаемую поверхность, то в конденсате можно обнаружить гидразин и перекись водорода. 

Может быть, дело в том что основная энергия горения получается при формировании связей N-N, всех трех по очереди. В случае углерода получается CO2, то есть один углерод окисляется, ему не надо "искать пару" в виде второго углерода. А когда надо (метан ->ацетилен) то тоже сложности ой ой ой какие. Поиск этой пары это уже энтропийный фактор - то есть, просто в атом азота аммиак сгореть не захочет, чтобы потом два таких атома соединились, ему надо (и по твоему механизму тоже) сначала этот второй азот найти а уже потом все остальное. И вот тут закавыка - газ все таки рассеянная штука. И таким же образом объясняется легкое горение гидразина - там два связанных азота уже на месте.

Изменено 13 Сентября, 2023 в 19:58 пользователем ash111

[Ryrik]

А вот дициан почему-то очень легко загорается, хотя по идее, не должен, ведь там азот связан с углеродом тройной связью. По идее, это должно было быть очень инертное и трудногорючее вещество, а вот хрен там...

[ash111]

В 13.09.2023 в 23:12, Ryrik сказал:

А вот дициан почему-то очень легко загорается, хотя по идее, не должен, ведь там азот связан с углеродом тройной связью. По идее, это должно было быть очень инертное и трудногорючее вещество, а вот хрен там...

жечь дициан это примерно как топить урановые ломы в ртути

легко загорается потому что легко распадается пополам на радикалы, а уж эти радикалы с другими радикалами (кислород) вообще за милую душу взаимодействуют

[Ryrik]

Химия вся полна загадок.

Вот например, совершенно необъяснима аномально высокая, даже экстремальная реакционная способность гипофосфитов щелочных металлов. Даже кристаллогидраты этих солей  экстремально бурно реагируют с окислителями, и гидратная вода им в этом не мешает. Причем в закрытом сосуде эта реакция ускоряется лавинообразно и переходит, скажем так, в ударноволновой режим. Хотя, на первый взгляд, никаких теоретических предпосылок к такой экстремальной активности у фосфора в с.о. +1 не должно было быть, тем более если еще и гидратная вода балластом идет. Но реальность показывает другую картину...

Изменено 15 Сентября, 2023 в 18:07 пользователем Ryrik

[yatcheh]

15.09.2023 в 21:04, Ryrik сказал:

Химия вся полна загадок.

Вот например, совершенно необъяснима аномально высокая, даже экстремальная реакционная способность гипофосфитов щелочных металлов. Даже кристаллогидраты этих солей  экстремально бурно реагируют с окислителями, и гидратная вода им в этом не мешает. Причем в закрытом сосуде эта реакция ускоряется лавинообразно и переходит, скажем так, в ударноволновой режим. Хотя, на первый взгляд, никаких теоретических предпосылок к такой экстремальной активности у фосфора в с.о. +1 не должно было быть, тем более если еще и гидратная вода балластом идет. Но реальность показывает другую картину...

 

Ну, для "аномалии" нужен какой-никакой ряд, из которого эта аномалия будет выламываться. Мне кажется, фосфид натрия вряд ли будет более дружелюбным, чем гипофосфит. Фосфит - да, менее активен. Так что вопрос об аномалии - спорный. 

Вода тут какбэ не при делах. Ну - вода, ну - балласт. Но и гидрат гипофосфита - не гексоген.

С другой стороны, у элементов это встречается - промежуточные степени окисления менее стабильны, чем крайние. Взять, скажем, гидразин (или гидроксиламин) и аммиак. Первые - зачотные восстановители, второй - так себе, окисляется только по принуждению.

[Ryrik]

Кстати, а у серы есть устойчивые соединения в с.о. +1 ?