第2章反应方程式06.pptVIP

第二章 炸药爆炸热化学与反应方程式 2.1预备知识 化学反应热效应，氧平衡，氧系数 2.2爆炸反应方程式 理论确定方法，经验确定方法 2.3炸药的爆热 理论计算（盖斯定律），经验计算，爆热的影响因素 2.4炸药的爆温 爆温的计算及爆温的影响因素 2.5炸药的爆容 QV与QP关系：可由热力学第一定律得到 热一律：-△E=Q+A 其中 △E：系统的内能增量 Q：系统向外界所放出的热量, A：系统向外界所作的功 假定只有体积功，无非体积功（非体积功如：粘滞力，重力作功）, 设爆炸反应前后温度不变（温度改变在本问题所研究的反应过程中没有意义），产物与反应物的性质满足理想气体的状方程, 即PV=nRT 〈4〉 故有PV2=n2RT PV1=n1RT 由〈3〉、〈4〉式得： Qv=Qp+（n2-n1）RT= Qp+ △ nRT 当T=298K时，RT=2.478 KJ·mol-1 ∴ Qv= Qp +2.478 △ n KJ--- T=298K时的热效应 n2、n1为产物和反应物的气态摩尔数 ， △ n ＝ n2-n1 各种热效应与反应进行的温度关系： 可由基希霍夫定律 计算： 反应热随着温度的变化率等于产物与反应物的等压比热容差 由基希霍夫定律﹙kirchhoff﹚： 式中 —温度为T2时，反应物系第i 组分的比热容 —温度为T1时，产物系第j 组分的比热容 对于等压等容过程，C 为常数，（一般情况下是温度函数） 已知，T1时的放热量Q1和T1-T2范围内热容之差△C即可根据此式计算T2时的热效应Q2。 2.1.2炸药的氧平衡﹙物质的氧平衡﹚ 组成炸药的化学元素主要为：C、H、O、N，有时还有F、Cl、S、Si、Mg、Al等，这些元素的作用分为三类： a. 可燃剂：C、H、Si、S、B、Mg、Al等，反应产物为：CO2、H2O、SiO2等(元素本身被氧化)。 b. 氧化剂：O、F等，反应产物为氧化物、HF等(元素本身被还原)。 c. 载氧体：N元素，一般N作惰性物质处理，反应产物为N2。 氧平衡：是指炸药中的氧用来完全氧化可燃元素后，每克炸药多余或不足的氧量，用OB表示﹙Oxygen Balance﹚ 对CaHbOcNd 炸药﹙a、b、c、d—对应元素的原子个数,即mol比﹚ 根据OB的概念：OB= :炸药的相对分子量 16：氧的相对原子量 =12a+b+16c+14d 若OB0，即 c2a+0.5b， 氧有富余—正氧平衡炸药 OB=0, 即c=2a+0.5b， 氧恰好 —零氧平衡炸药 OB0， 即c2a+0.5b， 氧不足—负氧平衡炸药 P.11 例1～例4 及Al、CO、H2、CH4的氧平衡的计算 对混合炸药的OB：OB= 克氧/克炸药 OBi：第i 组份的OB, ωi ：第i 组份的质量百分数 例：2#岩石铵梯炸药的组成：TNT 11%，OB=-0.74 g﹒g-1； NH4NO3 85%，OB=+0.20 g﹒g-1；木粉 4%，OB=-1.38,计算得OB=0.0334g﹒g-1 或3.44克氧/百克炸药=3.44% P．11表 2－1物质的氧平衡数据 2.1.3 炸药的氧系数 氧系数A：与OB的概念类似，表示炸药分子被氧饱和 的程度。 对CaHbOcNd 炸药,氧系数 氧系数是指炸药中所含的氧量与炸药中可燃元素被完全氧化所需要氧量的比值。 若A1，为正氧的 若A=1，为零氧的 若A1，为负氧的 炸药的氧平衡、氧系数概念可扩展到一般物质，如：Al、CH4等。氧系数的值最小为零（Al,S,C 的氧系数均为零，但是其氧平衡为不同的值），而氧平衡的值可为负值，如Al、S、C的氧系数均为零而其氧平衡为不同的负值。 2.2.1确定爆炸反应方程式的意义 2.2 爆炸反应方程式 2.2.1 确定爆炸反应方程式﹙反应平衡组成﹚的实际意义 a. 炸药爆炸性能参数：Qv、T、Vo、P、D计算的主要依据 b. 地下爆破作业的爆炸产物毒性确定的主要依据－有毒气体 c. 可燃气尘的环境中炸药爆炸防止二次火焰的依据－沼气安全性 d. 研制炸药、选用炸药以达到最佳使用性能的依据 爆炸反应产物组成的影响因素： a. 炸药的种类与化学组成。 b. 炸药