17619 Strona039 (2)

rf»

Dla wielu (zwłaszcza wysokowrzących) związków nieorganicznych utajone ciepło parowania można według autora wyrazić dokładniej wzorem

(?)

5*. 0,011//,

T_t

gdzie ?i — liczba atomów w związku. •

Podstawę dla tego sformułowania stanowiły dane o wartości ciepła utajonego parowania szeregu związków nieorganicznych (tablica 25).

Tablic u 2.1

Wartości i Q, związków nieorganicznych

Związek chemiczny	rk .	Qk	Qk n ■ Tk	Si .il .1 Troulnii
NuCl	1712	44	0,0|:5	0.0215
KCI	Kiiio	10	11.012	0.021
UaCI,	18:5:5	00	0.01 1	0.02:1
ZnCl,	icn>:;	• »• 1	0.01 1	»u 1:5:5
MgCI,	JHJl	!!«)	0,012	O.o: 5(1
AICI,	45(1	20	0,01 i	O.OfiO
11C1	1.54	4,7	0.017	o,o:*.4
	2542	(55—07	0,00!)	0.027
BaF,	2410	(50—0:5	0.00!)	0.027
NaK	11)118	r»(>	0,014	0.028
AIF,*	15(54	82	0,01:5	0,0.-)2
K.I	U>0:5	.'57	0.012	0,024
, A 1,0,	.'525:5	1 10	0,007	0,0;5.'i
11,0 •	:j7.‘5	11,7	(),(«)!)	0.027
N1UCI*	000	:5i) 1	0.011	0,011(1

• Podane wartości oznaczają utajone ciepła sublimacji tych związków.

Z powyższych danych widać, że ciepło parowania związków jest znacznie większe od ciepła ich topnienia.

Absolutna wartość utajonego ciepła parowania i topnienia wyso-kotopliwych i wysokowrzących związków nieorganicznych jest tak znaczna, że przy obliczaniu temperatury reakcji palenia mas pirotechnicznych należy ją bezwarunkowo uwzględnić.

Maksymalną temperaturę reakcji palenia oblicza się według

wzoru:

f    Q —^r ^(Qs ~ł~ Qk)    (g)

. >?/• „

no

Q — ilość ciepła wydzielona podczas reakcji palenia.

gdzie

—c_p — suma ciepła właściwego produktów reakcji, — (Q» + Qk) — suma utajonego ciepła topnienia i parowania produktów reakcji, t — szukana temperatura reakcji w°C.

Niżej podajemy kilka przykładów obliczenia temperatury reakcji palenia.

Przykład 1. Obliczyć temperaturę reakcji palenia masy składającej się z 66% nadchloranu potasowego i 34% glinu.

Reakcja palenia tej masy może być wyrażona równaniem:

3 KCIO,, + 8 Al = 3 KCl -f- 4 A1_:.0_;1 + Q.

Ciepło tworzenia się gramocząsteczki Al,O, wynosi 393 kcal; odpowiednio dla KCl 106 kcal, dla KC10₄ 113 kcal.'

Ilość ciepła wydzielona w reakcji wynosi:

Q = (393 • 4 + 106 • 3) — 113 . 3 = 1551 kcal.

W tablicach 23 i 25 znajdujemy wartości utajonego ciepła topnienia oraz parowania ALO_:, i KCl, a w tablicach 2 i 7    — temperatury topnienia

i wrzenia.

przy t_s = 2050°C; przy t_g = 768°C; przy t_k — 2980°C; przy t_k = 1415°C.

3(40 + 6,3) = 635 kcal.

Q_s(A1₂0,) = 8 kcal Q_S(KC1) = 6,3 kcal Q_k(ALO_:l) = 116 kcal Q_k(KCl) = 40 kcal Przechodzimy do obliczeń:

2(Q_S + Q_k) = 4(116 + 8) +

Zakładamy przy tym, że temperatura reakcji palenia jest wyższa od temperatury wrzenia końcowych produktów reakcji i dlatego w rachunku uwzględniamy nie tylko Q_s, ale i Q_k dla KCl i A1,0₃.

Q — 2’(Q_S + Q_k) = 1551 — 635 = 916 kcal.

Ciepło właściwe KCl i Al*O_s dla wysokich temperatur nie jest znane i to powoduje niedokładności w obliczeniach. W tablicy 21 znajdujemy dla KCl w temperaturze 400 C

c_p — 13,3 kcal/mol.°C.

Biorąc pod uwagę wzrost c_p ze wzrostem temperatury można założyć dla całego zakresu temperatur od 0 do t°C.

c_p (KCl) = 15 kcal/mol.°C.

Dla Al,O_a w granicach temperatur 20—2030°C znajdujemy c_p = 28,5 kcal/mol.°C, a w zakresie temperatur 965 — 973°C c_p = 33,2 kcal/mol*^cC.

Dla całego zakresu temperatur od 0 do t°C można przyjąć dla ALO_s

c_p = 35 kcal/mol.°C.

916- 1000

t    /ior»o^or:.

lo.ł

2c_p = 35 . 4 -f 15 . 3 = 185 kcal, o w:.

skąd

81

6 — Podstawy pirotechniki