Yonish jarayoning turlarini va yonishda yuzaga keladigan fizik-kimyoviy jarayonlarni o’rganish mundarija

Yonishning fizik-kimyoviy jarayonlari
Yonish – murakkab fizik-kimyoviy jarayon bo‘lib, u yonuvchi modda yoki material bilan havo tarkibidagi kislorodning o‘zaro reaksiyasi ta’sirida yuzaga keladi.
Yonish sodir bo‘lishi uchun albatta, yonuvchi material, kislorod va yonish manbasi bo‘lishi lozim. Agar havo tarkibida kislorod miqdori 14% dan kam bo‘lsa, yonish jarayoni susayadi, kislorod miqdori 10% bo‘lganda esa tutash, burqisish yuzaga keladi. Kislorod miqdori 8% bo‘lganda esa tutash ham to‘xtaydi.
Yong‘in manbasini ikki turga ajratish mumkin, уa’ni ochiq (alanga, uchqun, qizigan buyumlar va b.) va yashirin (kimyoviy reaksiyalar natijasida hosil bo‘ladigan issiqlik miqdori, mikrobiologik jarayonlar adsorbsiyasi, adiabatik siqilishlar, ishqalanish, zarba va b.).
Yong‘inni o‘chirishning mohiyati, yuqorida ta’kidlangan uchta yonish jarayonining tashkil etuvchilarini o‘zaro ta’sirini to‘xtatishdan iboratdir.
Haroratining o‘zgarishi natijasida materialning erishi, bug‘lanishi ro‘у beradi. Harorat oshgandan so‘ng oksidlanish jarayoni yuzaga keladi va oksidlanish reaksiyasi natijasida ajralib chiqadigan issiqlik ta’sirida harorat tez o‘sadi. Tutoqish, o‘t olish haroratida esa butun material tutashi kuzatiladi va nihoyat alangalanish boshlanadi. Bu vaqtda tashqi manba olinganda ham yonish davom etadi. Tutoqish, o‘t olish harorati yonuvchi moddaning eng past harorati bo‘lib, bunda buyumning ustida gaz va bug‘lar hosil bo‘ladi hamda ular tashqi manba ta’sirida alangalanadi. Lekin ularni hosil bo‘lish tezligi, manbasiz yonish jarayonini kechishi uchun kam hisoblanadi. Alangalanish haroratida esa yonuvchi material tashqi manba ta’sirisiz ham yonadi. Shu sababli, har doim o‘t olish harorati alangalanish haroratidan kichik bo‘ladi.
Materialga issiqlik (yonish manbasi) ta’sir etgan vaqtdan alangalanish davrigacha bo‘lgan vaqt oralig‘i induksiya davri deb ataladi.
Ayrim moddalar yoki materiallar ma’lum haroratda o‘z-o‘zidan alangalanish xususiyatiga ega bo‘ladi. Ularning bu xususiyati havoning ta’sirida, suvning ta’sirida va materiallarning (moddalarning) o‘zaro ta’sirida yuzaga kelishi mumkin.
Alangalanish haroratiga bog‘liq holda yong‘inga xavfli suyuqliklar tez alangalanuvchi (TAS) va yonuvchi suyuqliklarga (YoS) bo‘linadi. TASlarning bug‘lari 45С haroratda, yonuvchi suyuqliklar esa 45С dan yuqori haroratda alangalanadi. O‘z-o‘zidan alangalanish harorati turli xil materiallar va moddalarda turlicha bo‘ladi, masalan, kerosin 250–265С, benzin 255С, dizel yoqilg‘isi DZ-240С va h.k
Barcha qurilish materiallari yonish xususiyati bo‘yicha quyidagi uch turga bo‘linadi:
– yonmaydigan materiallar – tashqi yong‘in manbasi ta’sirida yonmaydi;
– qiyin yonuvchi materiallar – tashqi manba ta’sirida yonib, manba olingach mustaqil yonmaydi;
– уоnuvchi materiallar – tashqi yong‘in manba olingach, mustaqil yonish xususiyatiga ega bo‘ladi.
Tez yonuvchi va yonuvchi suyuqliklar bug‘lanish natijasida portlovchi aralashma muhit hosil qiladi. Bundan tashqari ayrim changlarning havo bilan aralashmasi ham portlashga xavfli hisoblanadi. UIar yonish va portlash xavfliligi bo‘yicha portlashga xavfli (aerozol holatida) hamda yonishga xavfli (aerogel) turlarga bo‘linadi va quyidagi to‘rt sinfga ajratiladi:
1-sinf – portlashga o‘ta xavfli changlar, alangalanishning pastki chegarasi – 15 g/m3.gacha bo‘lgan muhit;
2-sinf – alangalanishning eng pastki chegarasi 16 dan 65 g/m3 gacha bo‘lgan, portlashga xavfli muhit;
3-va 4-sinflar – alangalanishning pastki chegarasi 65 g/m3 dan yuqori bo‘lgan yonishga xavfli muhit. III sinfdagi changlarning alangalanish harorati 250oС, IV sinfga taalluqli changlarniki esa 250oС dan yuqori.
Kinetika qonunlariga asosan kimyoviy reaksiyaning tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddalar kontsentratsiyasi, xarorat va bosim kabi omillar bilan aniqlanadi reaksiyaning kechish mexanizmi esa molekulyar xarakterga ega bo’ladi.
Biroq klassik kinetika qonunlarga bo’ysunmaydigan kimyoviy reaksiyalarning mavjudligi juda ko’p tajribalarda ko’rsatiladi.
Masalan, ba’zi bir kimyoviy reaksiyalarning rivojlanishi reaksiyaga kirishayotgan moddalar oldindan qizdirilmasdan xam amalga oshishi mumkinligi aniqlanadi.
Ko’pgina kimyoviy jarayonlar reaksiyasiga kirishuvchi tizim tarkibida juda kam miqdorda katalizator va ingibitor moddalarning mavjudliga juda sezgir ekanligini ko’rsatadi. Katalizator reaksiyani tezlatadi, ingibitorlar esa sekinlashtiradi.
Molekulalarning o’zaro kimyoviy ta’sirlanishi natijasida amalga oshadigan jarayonli reaksiyalar bilan birga, reaksiyaning kechish mexanizmi murakkabroq xarakterga ega bo’lgan reaksiyalar xam mavjud. Zanjirli reaksiyalar qatoriga, xususan vodorod, uglerod oksidi, metan va boshqa uglevodorodlarning yonishi kiradi. Reaksiya kechishi jarayonida oxirgi maxsulot bilan birga reaksiyaning davom etishi ta’minlaydigan yangi oraliq aktiv markazlar xam xosil bo’ladi. Idish devorlari bilan to’qnashish natijasida aktiv zarrachalar o’zining ortiqcha energiyasini yo’qotadi va reaksiyani davom etishini ta’minlay olmaydi.
Aktiv markazning o’limi zanjir uzilishiga olib keladi.
Shaxobchalangan va shaxobchalanmagan zanjirli reaktsiyalar farq qiladi. Shaxobchalanmagan reaksiyada xar bir faol markaz o’zaro ta’sir natijasida yangi zanjirni boshlab beradigan yangi faol markazini vujudga keltiradi. Ta’sir natijasida bitta faol markaz ikki yoki undan ortiq faol markazlarni vujudga keltiriladigan zanjirli reaksiyalar shaxobchalangan reaksiyalar deb ataladi. Ko’pincha yonuvchi gazlarning oksidlanish jarayoni shaxobchalangan zanjirli reaksiyalardir. Vodorodning yonish jarayoni bunga misol bo’la oladi.
Reaksiya vodorod H2 molekulasining biron bir M molekula bilan to’qnashish natijasida vodorod molekulasining ikkita atomga parchalanishidan boshlanadi.
H2 + MÛH+H+M (a)
Bunday parchalanish natijasida vujudga kelgan vodorod atomlari faol markazlar bulib, quyidagi bo’g’inlardan tuzilgan zanjirli reaksiyani boshlab beradi:
H+O2=OH+O (b)
OH+H2=H2O+H (v)
O+H2=OH+H (g)
OH+H2=H2O+H (d)
Ushbu reaksiya birinchi tsiklning natijaviy tenglamasi
H+O2+3H2=2H2O+3H (e)
ko’rinishda buladi.
Ushbu tenglik reaksiyada ishtirok etayotgan vodorodning xar bir atomi uchta yangi atomni vujudga keltirishini ko’rsatadi. Agarda reaksiya jarayonida vujudga keladigan faol markazlar o’lmaganda, ularning ko’payishi reaksiyani o’z-o’zidan yonishi va zanjirli portlashni vujudga keltirishi mumkin edi. Ammo vodorod atomlarining cheksiz ko’payishiga faol markazlarning bir qator sabablarga ko’ra: chunonchi qaytar reaksiya bilan vodorodning faol atomlarning, faol bo’lmagan molekulaga qayta tiklanishi sababli, o’limi qarshilik qiladi.
H+H+M Û H2 + M
Ushbu reaksiyaning jadal kechishi jarayonida zanjirli alngalanish umuman bo’lmasligi mumkin.