Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 15 - Klorknallgasreaktionen och dess explosionsrisker, av Gösta Wranglén
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Klorknallgasreaktionen
och dess explosionsrisker
Docent Gösta Wranglén, Stockholm
Klorknallgasreaktionen, föreningen av väte
och klor till klorväte enligt
H2 + Cl2-> 2HC1 + 44125 cal
har sedan mer än ett sekel varit föremål för
flera hundra undersökningar1,3. Flertalet
publicerades 1900—1940. Syftet med dessa
arbeten var i första hand att klarlägga
reaktionsmekanismen vid den med måttlig hastighet
förlöpande reaktionen. Man kunde dock icke
undgå att lägga märke till att reaktionen ibland
antog explosiva former.
Det är framför allt den genom belysning
framkallade reaktionen, som tilldragit sig
intresse, medan andra utlösningsmekanismer,
såsom hög temperatur, gnistbildning eller
katalysatorer studerats mindre ingående. Utan
någon sådan initiering, således med rena gaser
i rena glaskärl i mörker vid vanlig
temperatur går reaktionen omätligt långsamt.
Ehuru reaktionen stökiometriskt sett är
mycket enkel, är dess kinetik ytterst komplicerad
och motsägelsefull. Detta gäller särskilt
inverkan av små mängder av främmande ämnen
liksom av kärlväggarnas beskaffenhet.
Den fotokemiska
klorknallgasreaktionen
Reaktionsmekanism
Redan omkring år 1800 upptäckte man, att
reaktionen mellan väte och klor i hög grad
underlättas genom beslysning. Vid seklets
mitt började man använda denna reaktion för
mätning av ljusmängd i en fotometer
(aktino-meter), varvid bildat klorväte absorberades i
vatten och volymsminskningen uppmättes.
Apparaten var känslig, eftersom kvantutbytet
vid reaktionen, dvs. antalet bildade molekyler
klorväte per absorberat ljuskvantum, är
mycket högt, omkring 105 i rena gaser.
Kvantutbytet är emellertid inte konstant. Vid närvaro
av syrgas blir kvantutbytet avsevärt lägre2,
med 30 °/o syrgas ca 100.
Det höga kvantutbytet antogs av Bodenstein
(1913) bero på en mekanism, som sedermera
givits namnet kedjereaktion (Christiansen
541.126.011.4
1921), varigenom detta fruktbara begrepp
infördes i reaktionskinetiken. På basis härav
föreslog Nernst (1918) ett reaktionsschema,
som sedan vidareutvecklades av Bodenstein
och som nu i sina huvuddrag allmänt
accepterats :
alstring Cl2 + hv —► 2 Cl (1)
Cl + H2 —> HCl + H (2)
, . . , . H + Cl2-* HCl + Cl (3)
fortplantning’ 2
avbrott
av
[-reaktionskedjor-]
{+reaktions-
kedjor+}
H + 02 + M —> H02 + M* (4)
Cl + 02 + HCl —► H02 + Cl2 (5)
2C1 + vägg—>C12 (6)
Reaktionen igångsättes alltså genom att en
klormolekyl av ett ljuskvantum dissocieras till
atomer (1). Dessa reagerar med
vätemolekyler (2) under bildning av väteatomer, som i
sin tur reagerar med klormolekyler (3) under
återbildning av kloratomer osv. Reaktionen
(3) har kunnat studeras för sig genom
bestrålning av klorgas med en molekylarstråle
av väteatomer4. Det framgår att för varje
reaktionssteg en atom förbrukas och en nybildas.
En sådan reaktionskedja säges vara stationär
eller ogrenad.
Kloratomkoncentrationen blir sålunda
oförändrad under reaktionen. Den kan för den
långsamma fotoreaktionen uppskattas till ca
10"7 torr. Teoretiskt sett kan dock de två
reaktionskedjor, som alstras av ett ljuskvantum
fortsätta i all oändlighet. Emellertid finns det
processer, som avlägsnar atomer ur systemet.
Dessa utgöres i första hand av reaktioner
mellan klor- eller väteatomer och vissa
gasformiga föroreningar, exempelvis syre (4) och (5).
Sådana reaktionshämmande ämnen kallas
in-hibitorer.
M i reaktion (4) betyder vilken som helst av
de närvarande gasmolekylerna (H2, Cl2, HCl,
H20 etc.), som är i stånd att vid en
treparti-kelkollision ta upp den vid bildningen av H02,
perhydroxyl, frigjorda energin. Vatten och
därefter HCl är särskilt effektiva i detta hän-
TEKNISK TIDSKRIFT 1959 363
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
