Стандартная температура самовоспламенения ТСВ, приведенная в справочниках, получена по стандартной методике для горючей смеси стехиометрического состава. Установлено, что в пределах гомологического ряда величина ТСВ является функцией длины углеродной цепи в молекуле. Чем длиннее цепь, тем ниже температура самовоспламенения. Метод расчета ТСВ основан на эмпирической зависимости ТСВ от средней длины углеродной цепи. Определив длину цепи, далее по табл.1-3 прил. находят ТСВ. Число цепей рассчитывается по формуле: , где MP – число концевых групп в молекуле, например, СН3 – радикалов, ОН – групп, ароматических колец. Средняя длина цепи рассчитывается по формуле , где - число цепей с длиной ; - расчетная длина -й цепи.
Метод пригоден для расчета ТСВ алифатических углеводородов, алифатических спиртов, ароматических углеводородов. Соблюдайте следующие правила при расчете числа цепей и длины цепей. Гидроксильная группа в молекуле спирта считается концевой, фенильное ядро может быть и концевой и промежуточной группой. Цепями являются непрерывные последовательности связанных атомов углерода, начинающиеся и оканчивающиеся концевыми группами. Расчетное число атомов углерода в цепи алифатического спирта, содержащей ОН – группу, равно фактическому числу атомов углерода плюс единица. Расчетное число атомов углерода в цепи, содержащей фенильное ядро, равно фактическому числу атомов углерода минус единица. Атомы углерода в фенильном кольце в расчет не включаются.
Задача 4.Вычислить температуру самовоспламенения 3-этил-4-изопропилгексана.
Решение.1. Записываем структурную формулу соединения, нумеруя все атомы углерода:
1CH3 – 2CH2 – 3CH – 4CH – 5CH2 – 6CH3
| |
7CH29CH
8CH310CH311CH3
2. В молекуле соединения пять метильных групп, определяем число цепей:
.
3. Определяем состав цепей:
1-2-3-4-5-6 1-2-3-7-8 10-9-11
1-2-3-4-9-10 6-5-4-9-10 C3 = 3
1-2-3-4-9-11 6-5-4-9-11 m3 = 1
8-7-3-4-9-10 C2 = 5
8-7-3-4-9-11 m2 = 3
8-7-3-4-5-6
C1 = 6
m1 = 6
4. Рассчитываем среднюю длину цепи:
5. По табл.1 прил. находим температуру самовоспламенения 3-этил-4-изопропилгексана, отыскивая ее по значению средней длины цепи в молекуле соединения: ТСВ=522 К.
6. Находим по справочной литературе ТСВ 3-этил-4-изопропилгексана и сравниваем с расчетной. При необходимости вычисляем ошибку, с которой рассчитана ТСВ.
Задача 5.Вычислить температуру самовоспламенения 1-изопропил-4-изобутилбензола.
Решение.1. Записываем структурную формулу соединения и вводим обозначения: Ф
6CH3
1CH3 – 2CH - - 4CH2 – 5CH
| 7CH3
3CH3
2. В молекуле соединения пять концевых групп, определяем число цепей, считая концевой и фенил:
3. Определяем состав цепей:
1-2-ф-4-5-7 7-5-6 ф-4-5-7 3-2-ф
1-2-ф-4-5-6 1-2-3 ф-4-5-6 1-2-ф
3-2-ф-4-5-6 С2 = 3 С2 = 3-1 С4 = 2-1
3-2-ф-4-5-7 m2 = 2 m3 = 2 m4 = 2
С1 = 5-1
m1 = 4
4. По формуле вычисляем среднюю длину цепи:
5. По табл. 3 прил. находим ТСВ. Температура самовоспламенения равна 698 К.