Frage:
Tritt die Verbrennung bei höheren Sauerstoffkonzentrationen oder nur bei höherem Sauerstoffpartialdruck leichter auf?
hatch22
2015-09-26 00:27:04 UTC
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Ich sah einen Trailer für The Martian und begann über Raumfahrt nachzudenken. Ich weiß, dass Raumfahrzeuge und Raumanzüge häufig bei niedrigem Druck und hohem Sauerstoffgehalt (nahe 100% $ \ ce {O2} $ bei etwa 20 kPa) arbeiten, was für den Menschen harmlos ist und die Masse des Raumfahrzeugs niedriger hält. Menschen kommen mit einem Sauerstoffpartialdruck von 20-30 kPa gut zurecht, solange andere vorhandene Gase in sicheren Mengen vorliegen.

Ein Problem, das ich nicht berücksichtigt hatte, ist die Auswirkung auf die Verbrennung. Viele Menschen glauben fälschlicherweise, dass das Apollo 1-Feuer auf die Verwendung von reinem Sauerstoff im Test zurückzuführen ist, aber das ist nur ein Teil des Problems, und Astronauten verwenden auch heute noch routinemäßig nahezu reinen Sauerstoff bei niedrigem Druck.

Also Meine Frage ist, ob die Entflammbarkeit durch die Gesamtkonzentration von Sauerstoff in der Atmosphäre, nur durch seinen Partialdruck oder eine Kombination aus beiden beeinflusst wird.

Welchen Einfluss hätte ein nahezu reiner Sauerstoff mit 30 kPa als konkretes Beispiel? Atmosphäre haben auf Entflammbarkeit?

Zwei antworten:
R.M.
2015-09-26 02:10:09 UTC
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Wenn Sie sich mit Fragen wie "Wie gut brennt das?" beschäftigen, haben Sie es mit der Reaktionsgeschwindigkeit der Verbrennungsreaktion zu tun.

Wenn Sie sich die chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten ansehen, sind sie normalerweise proportional auf die " chemische Aktivität" der reagierenden Spezies. (Es gibt Komplikationen aufgrund der Stöchiometrie der Reaktion, aber diese Korrekturen beschränken sich ausschließlich auf die Art (Formel) der Reaktion und nicht auf bestimmte Konzentrations- / Druckbedingungen.) Die Definition der chemischen Aktivität kann in bestimmten Fällen komplex werden. Für die meisten normalen Reaktionsbedingungen ist die "chemische Aktivität" eines Reaktanten proportional zu seiner molaren Konzentration - oder mit anderen Worten, wie viele Moleküle des Reaktanten sich in einem bestimmten Volumen befinden.

Für Lösungsreaktionen Wir verwenden die Konzentration normalerweise direkt, aber für gasförmige Reaktanten können wir das ideale Gasgesetz nutzen und erkennen, dass bei einer festen Temperatur die Konzentration einer Substanz proportional zu ihrem Partialdruck ist. Dies bedeutet, dass die chemische Aktivität eines bestimmten gasförmigen Reaktanten proportional zu seinem Partialdruck ist.

Bei der Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeiten von Dingen wie Verbrennung sind es also die Partialdrücke von Sauerstoff und andere reagierende Gase, die wichtig sind, anstatt des Gesamtdrucks. Ohne Nebenreaktionen oder Überlegungen wie Wärmeübertragung sollte das Hinzufügen oder Entfernen eines Inertgases die Reaktionsgeschwindigkeit nicht beeinflussen.

(Beachten Sie jedoch, dass bei der Verbrennung, die stark exotherm ist, Wärmeübertragungseffekte dies nicht können Die Fähigkeit des Inertgases, entweder überschüssige Wärme abzuleiten - oder als Decke zu dienen, um die Wärme in der Nähe des Reaktionspunkts zu halten - könnte wesentlich dazu beitragen, wie schnell ein Feuer in der Praxis brennt. Aber ich würde erwarten, dass es a komplexe Beziehung basierend auf Luftzirkulation, Konvektionsüberlegungen usw.)

Art
2019-12-03 03:35:12 UTC
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R. Ms Antwort ist falsch. Die Entflammbarkeit eines Sauerstoff-Stickstoff-Gemisches hängt viel stärker von der Sauerstoffkonzentration als vom Sauerstoffpartialdruck ab. Siehe "Sauerstoffpartialdruck und Entflammbarkeit der Sauerstoffkonzentration: Können sie korreliert werden?", Journal of ASTM International, 2016.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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