秦皇岛氢气为什么和氯气混合后点燃会爆炸?
无论发生哪种爆炸,都必须满足三个条件:
①极快的反应速度;
(2)散发大量热量;
③产品必须是气体。
以上三点都不会爆。
秦皇岛氢气在氯气中燃烧时,只在氢气和氯气接触的界面发生反应。氢气和氯气一接触,就会立即发生反应。但是氢气和氯气的接触面毕竟很小,而大量的氢气和氯气还是不接触,不反应。只有氢气扩散到边缘,与氯气接触,才能有更多的分子发生反应。此时,燃烧速度取决于气体扩散速度,不可能使所有氢气与氯气接触。氢和氯一接触,就立即反应,扩散受到控制,所以进行得很慢。燃烧时,热量和气体产物不断散失,无法聚集,所以不能爆炸。
当秦皇岛氢气的氯气与4-74.2%(氢气的百分比)混合,被点燃后会发生一系列的连锁反应。首先氯分子在光或紫外线的作用下离解成活化的Cl原子,然后Cl原子作为链式反应的传递体,使②和③两个反应交替进行:
Cl2+hr→Cl +Cl ……①
H2+氯→盐酸+氢……②
Cl2+H→HCl+Cl ……③
H2+氯→盐酸+氢……④
每个原子与剂分子反应后生成一个新的原子,即反应后一个Cl原子可以生成一个H原子,每个H原子可以再生一个Cl原子,依次进行,形成链式反应,直至活化原子消失,链增长终止。
这时,所有的氢都与氯发生反应。因此,燃烧速度不取决于气体的扩散速度,而取决于化学反应速度。这种直链反应在瞬间完成,反应后产生的热量并没有像燃烧一样随着反应消失,而是聚集在有限的空间内。因为气体受热后迅速膨胀,产生很大的压力,结果就会发生爆炸。