Составление уравнение реакции горения химического топлива

Горение химического топлива – это окислительно-восстановительный процесс.

Восстановители (горючее) – углеводороды и их производные, водород, аммиак, гидразин, металлы и др.

Окислители – кислород O₂, озон O₃, фтор F₂, пероксид водорода H₂O₂, оксиды азота N₂O₄, N₂O₅, азотная кислота HNO₃ и др.

Продукты реакции горения- высшие оксиды элементов, входящих в его состав (CO₂,H₂O,N₂ и т.д.).

Для того, чтобы подсчитать степени окисления в уравнении реакции горения топлива, необходимо знать следующие правила:

1. Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, образующих молекулу равна 0;

2. Значение степеней окисления атома кислорода:

Во всех соединениях - -2;

В перекисях - -1;

В оксиде фтора - +2;

3. Значения степеней окисления атома водорода:

Во всех соединениях - +1;

4. В соединениях, содержащих четыре и более элементов, в начале необходимо определить заряд группы атомов, содержащих лишь одну искомую величину, а затем провести расчеты, пользуясь правилами 1-3.

Процесс отдачи электронов – окисление.

Процесс присоединения электронов – восстановление.

Окислительно-восстановительные процессы можно легко представить, если использовать следующую схему:

Рисунок 2.1 - Схема окисления-восстановления

Пример 1: Дана топливная смесь, состоящая из нитробензола C₆H₅NO₂ и перекиси водорода H₂O₂.

Составить уравнение реакции горения смеси.

Задание 1: Определить горючее и окислитель в данной топливной смеси.

В данной топливной смеси горючее – нитробензол C₆H₅NO₂,так как это производное углеводорода, а окислитель- перекись водорода H₂O₂.

Задание 2: Записать схему реакции горения заданного топлива:

C₆H₅NO₂+ H₂O₂ ® CО₂+ H₂O₂+ N₂

Задание 3: Определить степени окисления элементов в исходных веществах и продуктов реакции.

Для этого под каждым атомом в молекуле записываем суммарный заряд всех атомов данного вида, а над атомом – его степень окисления.

C₆ H₅ N O₂ + H₂ O₂ ® C О₂ + H₂ O₂ + N₂

Задание 4: Определить коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции горения топлива, используя схему окисления-восстановления.

Процесс окисления:

C^-1 ® C⁺⁴

Процесс восстановления:

2 N⁺⁵®N₂⁰

O^-1 ® O^-2

Итоговая схема:

C^-1 ® C⁺⁴

2 N⁺⁵®N₂⁰

C^-1 ® C⁺⁴ 2 10

2 O^-1 ® 2 O^-2 5 25

__________________________________________________________

12С^-1+2N⁺⁵+ 50×O^-1 ® 12C⁺⁴ + N₂⁰ + 50×O^-2

Итоговое уравнение реакции горения топлива:

2C₆ H₅ N O₂ +25 H₂ O₅ ® 12CО₂ + N₂ +30 H₂ O₂