CC BY
24
С. Г. АЛЕКСЕЕВ, канд. хим. наук, доцент, чл.-корр. ВАН КБ, старший научный сотрудник Научно-инженерного центра "Надежность и ресурс больших систем и машин" УрО РАН (Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Студенческая, 54а), старший научный сотрудник Уральского института Государственной противопожарной службы МЧС России (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22; e-mail: Alexshome@mail.ru) К. С. АЛЕКСЕЕВ, аспирант, Научно-инженерный центр "Надежность и ресурс больших систем и машин" УрО РАН (Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Студенческая, 54а; e-mail: paradox2405@mail.ru)
Л. О. ЖИВОТИНСКАЯ, научный сотрудник, Уральский институт Государственной противопожарной службы МЧС России (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22; e-mail: milamail@bk.ru)
Н. М. БАРБИН, д-р техн. наук, канд. хим. наук, заведующий кафедрой химии Уральской государственной сельскохозяйственной академии (Россия, 620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42), старший научный сотрудник Уральского института Государственной противопожарной службы МЧС России (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22; e-mail: NMBarbin@mail.ru)
УДК 614.84:547-326
СВЯЗЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ С ХИМИЧЕСКИМ СТРОЕНИЕМ. X. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ (ЧАСТЬ 2)*
Показано применение правила углеродной цепи и положения функциональной группы для прогнозирования физико-химических и пожароопасных свойств на примере эфиров карбоно-вых кислот с алкильными заместителями изостроения.
Ключевые слова: сложный эфир; правило; свойство; пожарная опасность; показатель.
В рамках начатого нами исследования [1-9] по изучению взаимосвязи химическое строение - пожароопасные свойства в этой работе представлены результаты исследований органических соединений, относящихся к классу сложных эфиров с алкильными радикалами изостроения (I): О
/г1 од2
I
где Я1 и Я2 — алкильные радикалы изостроения.
Исходные данные для исследования (см. таблицу) взяты из электронных баз данных и справочной литературы [10-14].
В предыдущих работах было найдено, что пожароопасные и некоторые физико-химические свойства для органических соединений изостроения могут быть предсказаны по условной углеродной цепи (УУЦ) с помощью правила углеродной цепи. Отмечалось также, что такие показатели, как теплота сгорания, критическое давление и концентрационные пределы воспламенения, малочувствительны к изомеризации углеродной цепи, поэтому эти
* Продолжение. Начало см. в журнале «Пожаровзрывобезопас-ность», № 5 за 2010 г., № 6, 7 и 9 за 2011 г., № 7, 9, 11 и 12 за 2012 г., № 1 и 4 за 2013 г.
параметры определяются по основной углеродной цепи (ОУЦ), а не по УУЦ [1,3-6,8,9]. Прогноз температур кипения, вспышки, воспламенения (Ткип, Твсп, Твос), критических температуры и давления (Ткр, Ркр), температурных (Тн, Тв) и концентрационных (Сн, Св) пределов воспламенения, плотности (В) и теплоты сгорания (<2сг) соединений (П)-(ЬП) по правилу углеродной цепи выделен затемненными полями в таблице. Курсивом в таблице представлен расчет по уравнениям (2)-(11), а курсивом с подчеркиванием — по уравнению (1):
^всп 0,627^кип 50,4;
(1)
= - 0,379N C + 26,448NC + 254; (2)
Т = -0,46NC + 27,03NC + 430,1;
(3)
Твсп = - 0,3107NC + 17,475NC + 206,4; (4)
Тв0с = 13,65N c + 227,6; (5)
Тн = 13,54Nс + 215; (6)
Тв = 16NC + 236,2; (7)
QCT = 606,2Nc - 321,6; (8)
Ркр = -10,486 + 99,243/N(!'5 ; (9)
С н = 10,472NCU297; С в = 1,16 + 43,051 Nс .
(10) (11)
© Алексеев С. Г., Алексеев К. С., Животинская Л. О., Барбин Н. М., 2013
ЧО
г-
чо Оч
00
см" см" СП сп
ел
СП
СП
оо
СП
СП
ю"
СП
сп о
СП СП ^
о ТГ
оо 5 о
и-) о
чо чо
см см
§
^ о ° ^
О О ЧО £ СП N
ЧО
см
СТч
см
СП
СП СП
СП СП
ЧО Сч
о о
СМ СП
СМ Г- С-
см см
тГ о
О
СП СП
СП 1г>
г- » см см
ЧО
о
СП
гСМ
о
СП
СП
гсм
СМ
оо см
00 оо см
СП СМ СП
СП VI -н
Г- Г-
СП
СМ г-
сп ОЧ "О
(л Г- оо|ЧВ| Г- к к СМ СМ гч)|с^|
ЧО ®|Р\| Г- »о М СМ <М|СМ|
СП
00 Г— 00 00 СМ СМ см I см |
00 <м
СМ о
СП СП "О V)
«Л
ЧО
СМ 00 ЧО V) СП СП
«"> СП ЧО ЧО СП СП
см г- гСП СП
чо
СП
СМ Т
СП ЧО
Г- ЧО
00 00
-Н О -н СТЧ
<зч оо
§■¡8 о 00
о
о
я
а
о
о
я
•Л
о
о
о
я
•Л
и
о
о
я
•Л
о
65 3
5 3
м ■л
£ ^
я о
<м
Г-N
гл
я
а
я и
я о
-< <
я я
о-о
и
СП
я
о я
я
и
Я
и я
и
1,3.-7,3 ГО 00 Оо" 1 ~ч" 1,42... 1,3... 1,4...9,1 чо чо 1,2...8 с--" оГ СП ^ о оч" ^ СП СП оо" Оо" ^ . . : : и ч, ^ ^ 1-Н "—Г
чо о '— л л « о о о О ^ С/ оС ГЦ «Т-сч СП ооо СП СГ) ^ <> ГЦ
гц о СП СС) 3276,0 3470 3276 Я 00 СП >л СП чо о ГЦ СП СП ЧО о ГЦ СП О«/-, СТ\ "«ч ГЦ СП О СП СП ^ СП СП ■ч-
38,4 00 оС сп СП 1 СП "Т. СП ТГ V© СП 00 оч" СП о о" 00 ГЦ тг
283...317 283...316 290...322 290...329 г-~ СП т' 00 ГЦ СП СП СП 1 0\ сч СП ГЦ СП V"! 00 ГЦ ГЦ ГЦ СП 1П 00 ГЦ 290...325 289...324
** £ 0\ 0\ ГЦ ГЧ) СП о со ЧО о СП о о СП о СП ГЦ СП о о СП СП
ЧО СП <зч оч Ч© ЧО СТ\ ЧО СП 1/1 V© СП СП ^н с-- о 00 Оч ЧО ГЦ ю
■Ч" Й г- оо ГЦ <N1 ^ 5 ОО 00 ГЦ 1-н 1Г1 "О 1(^1 Оч ОЧ СК Оч ГЦ ГЦ <N104)1 оч оо ач ГЦ <N1 —1 £> О Оч ГЦ <N1 Г- 5-1 оо Оч ГЦ <N1 а\ оч о ГЦ ГЦ «">1 ТГ 00 <Н|Сч|| о оо Оч Оч СП ГЦ <~ч)|Рч)| 00 СП СЧ)| оо <Э\ ГЦ ГЦ <N1 ГЦ СП 0\ <Э\ Г^ 00 СТ\ о СЧ СП | С^ 00 1 ГЦ <N1
{Ч > и-) Ч"1 К-1 ЧО >л ЧО 00 тГ у-1 чо чо оч
Р-сп чо Ьч Г- N. СП О -Н ОЧ ОЧ СП СП 1/4 00 СП 00 00 СП Г-00 СП г» оч СП 00 00 СП СП СП 00 СП =0 00 оо СП СГ) 00 о\ СП СП а\ СП
866,4 00 ГЦ ?! £00 гц о 00 >/-Г 00 00 г-^ о" о СТ\ ОЧ -н >п г-00 00 О ЧО ЧО ЧО 00 ГЦ оч 00 г-00 00
<М О го и V© и в го о го и Ю а еч О ГО Я V© и еч О ГО И V© и гч о го я" « и (Ч о ГО я" Ю О <4 о со я V© и СЯ о го я ЧО и СЧ о я" го *ч о ^ я о
и
VIII (5) 1П ч/ «Л ^ 1Л V—У В ^ И В Я ¡X1 > 1Л Г А Г X !£, 1л «л '—' кТ ч г! л г
и СП СП я и ГО Я ят /и и ГО к СП К я Г° и СП К сп Я и СП я и ГО я и ^ о СП я V) я ГО и я и го V СП я о 1П я го о и го СП я и СП я и
СП Я и СП я и СП Я и СО Я Я о СП я го я я" и сп я я Я и го ✓—\ СП я и ч—✓ СЧ о СП я и я" П а? 1 к и СП я
9? 2 V? 1,2...6,8 1,2...7,6 с-" 1чГ ^ • • с: : О см. СМ. ч-' -н" ^ ,„ .„СМ Оч VI ЧО • « « С"- чо . Г. с^ • • • . • ^ч" : : : : : ^ : ^ ^ ^ Э Иг
I -н ^ СП оч" оо" оо СМ ГЦ СМ г- ^ О СМ см ^ 00 г- сЗ оо СМ ^ СМ
Теплота, кДж/моль [ 3 ЧО см ^ СП <м гг-оч оч О СП сп ч—' 3889,0 4372 3882 4187 3881,5
А & о о & и § § Ев О м СП СП СП Т1- ■О 00 СП. ОЧ. г-. чо" чо Г-" СП оч" СП СП т!" СП
Температура, К § Н ОЧ СП ^н СП СП СП 00 СП оо ст\ СМ СМ СМ см СП СП СП СП чо Чо оч оч СМ см 304...399 298...339 301...339 303...344 298...339
8 чо о Е35В СП чо «о сп оч о Т—1 О СП СП СП СП
а Е-? ОЧ СП О ТГ чо чо СП 00 СП СП СП 00 СП СП СМ V} ЧО Оч О Оч чо чо чо чо чо г- V)
Е-1 00 VI СП С4^ 1 О СП Оо| 00 00 Оч Оч Оч Оч Оч Оч см см см1 см <N1 см см <М| о <ь О С) СП СП ЧО 00 СМ| V) ОЧ С~Ч"">| 00 '—11 СП ^ Х-к 1 (—. 1 >—1 1-н СМ|0о| Г- VI "4-1 о оч о оч о о о <г> гц ^ <м ® оч о <э СП СМ СП | СП СМ сп|сп| СП СГ)| СП СП СП | СГ) I ГП СП СП|СГ)| см СП СП |
ЧО ЧО VI О О ЧО VI VI VI VI чо О V) «ч ЧО ОЧ СМ 00 Оч 00 00 V) VI VI VI
СМ ^Н ,-н Оч Оч СП СП СП СП г- Оч Оч Оч СП СП V) 00 ^ VI ОО СМ© СП ' ОО >-н ОО сп^н о Т "Г ТГ Т тгтг тг^г -Ч"
3 VI V) чо Г4-О ЧО Оч 00 00 00 3 00 г--00 00 883,7 922,2 869 876 885,1 867 858,4 868.7 859 858.8
1 и СЧ СЧ М сч (Ч <М СМ СМ СМ О О О О о о тГ тГ т}- тГ ТГ ТГ д д д д д д г» г- г- г- г- г- и и и и и и
I- 3 Ё >> с й- = 0 ООО о
Т1- тз- ТГ д д д г- г- г- и и и см к чо и
Номер (УУЦ) й@ <о-—' XXI (6,5) XXII (6,5) XXIII (6,5) XXIV (6,5) XXV (6,5) XXVI (6,5)
г 5 Д ^ Ч> и НН /—N см НН со /—ч СМ НН со о а к В и СМ СО л 5А * 54 <цГ & °"<0 § и О о н? В д я и я
а* ^ д го «л О /—V НН N . со НН /—^Ч НН СМ СО ПОД В о т Г) й д д Й^ ® И о и О \ о о и со д
1,1...6,9 СГ) . . : : О <4 <ч ^ 0,96...7,6 1...7.6 1,0...6,7 оо "о чо" чо" . . 00 : : О О. О ч-' 1-Н 1,1...8,3 1,0...6,7
28,0 г- к о ГЦ <N1 оо "О ГЦ гН «О ^ л л 00 >/-> "ч- О ГЦ Гч^ ч^ о, оо" ГЦ >гГ
3883,0 00 Оч ^Г чо <N1 г-ч оч оч О т ч ^ сл >/-Г Оч тГ 4503,3 4528 (С8) чо" о 00 сл
37,3 сл ■Ч" 00 ГЦ ГЦ оо сл ГЦ ГЦ сл г»" сл сл Оч" сл СП Оч" СП СП Оч" СП
302...336 303...341 303...340 307...347 310...350 310...350 310...348 00 сл сл Оч Оч ГЦ VI VI СП сл
Г- Чо сн <л ГЦ сл сл гц <~ц СЛ сл СП СП
гЗ о «л о о СП ич
о сп оо|Сх| о о о <г> СП СП сп|гг)| Оч Чо| оч о ГЦ сп| г- ^ О СЛ сл СЛ сл | сл | го оч сл <N1 СЛ 'Ч-СЛ сл Оч ГЦ МОч| Оч о о о ГЦ СЛ со | сг) | Гц •л! О ©1 ГЦ Гц СП СП | "Ч-1 ГЦ ГЧ) СП СП | 00 гц| ^н Гч) сл сл | О ©1 ГЦ ГчП сл сл |
Оч -н оо чо Чо 00 Оо и-1 4-1 гц о ЧО Г- Ь-Оч Оч >Л "О 00 00 00 «-> гц о чо
Оч г~-о о ЧО о Оч о О М- О ГЦ ГЦ ГЦ ГЦ Оч сл ГЦ Гц ^ -ч- Г- ^Н О -н чо СП ■51- Оч ГЦ сп ■51- сл Оч ГЦ "3-
чо ЧО 00 Оч" ЧО 00 00 00 г-. 00 ж 00 о 00 00 чо^ ГЦ Оч 00 00 чо 00 ЧО г-00 ■«г 00 00 X 1П чо 00 Оч 00 00
сч о ^ к ^ и СЧ о я го СЧ О чо я оо и сч О ЧО Я 00 и СЧ о ■•ая" и СЯ о чо я" 00 и СЧ о чо я ОС и СЯ о ЧО я" 00 и СЧ о чо я 00 и СЧ о чо я 00 о *Ч о чо я 00 О
XXVII (6,5) 1—1 Н '—* 5? "в ^ч 1Л чо ж ^ ч г^ Я ^Ч и ^ м Н /-Ч X "л >< м м н д «л У Рн ^^ я ^ Га п ^ ж *> У >< «Л
Г- К сп и Я со и со Я я1 /и о со я я1 со и го я и ^ и СП я "п я СО о я" и т \ ® ^ и СП я со и т я я и / \ о" Ч ОЧ ИН я я я СП и
я и со сп Я и сп Я я и-и / СО и т я я и со СП я и V—✓ я" П а? 1 к и СП Я го и а? о ^ о СП я 1Л СЧ и СП я и СП я и со я я" /и о сп я
0,88...6,2 чсГ «о ^ . . о\ : : и о" <ь
СП сч" и ГЦ сч, ^
-н и
ЧО
328... сп С\) Г- ^ СП СП С5 СП СП СП СП
СП тГ сп Ч£> -Ч-тГ ■ч- СП СП
сп ГЦ V")
^н сг)| *->| СП СП СП сп СП СП | СП СП | VI Сч) СП СП СП СП О ХЧ ТГ СП СП СП
о ^ ГЦ Сч ЧО Чо
Оч ГЦ тГ ТГ СЧ "-Ч тГ М-
882,3 г-00 V) г-«"> "О 00 00
Г-4 Г-4 о о ОО 00 к к о и <М <4 о о о о ГЧ сч к к о о и и
хь (8,5) хы (8,5) /-V «л £ а Н
а? о я / о о^ о го к аГ £ к ° ^ ^ и о ГО О и К
К и
и
со
к
к
го
о
я к
и-и
/ <ч
о
«о
к
я щ
и-о
ел оо_ so" «о4 оо оо° о" о" чч ■о "Ч ^ о¿сбй о" сГ 0,76...8,1 0,7...8,2 0,78... in |п Jo¿0 о" <=Г tJ rJ¿ o" o" 0,7...5,7 0,7...5,1 (Cn) O IX vT "ч" ^ ri o" <=T
(S Os ^ -4" ® с Г (N <N У, CN CN Os '"S ^ с Г CN <N 2 2¡u ^ v-с 1П C; CN «N 2S o
5709,0 5725,0 СЧ t- Г4 и Os tv /-Ч СП со rj so w OS tx '-s n "1 n SO cr- Г- со ■5J- 44 2 Os ps u ««o
V) Г-" ■гг "О СП ТГ Tf Г-" ТГ CN oo vo"
332...380 317...361 ^н © 00 00 СП СС1 i> t< СП СГ) СП СГ) CN СП OS 00 СП СП т—1 1 СП СП 00 0о 00 00 СП СГ) 1Г) "Ч ^г -ч- СП со lo OS Os СП со CN © l/ч "n СП со o © ^ > 00 «o СП со CN <N СП > so ^o СП со
чч сп СП <Э ín V) СП со 00 •л СП О IX so <Г> СП СП t> SO ЧО СП со СП ~ч СП СП Os 00 r- СП СП
си оо с-> си so оо so in m
сп CN М- >/Ч "Ч сп м- сп "Ч СП сп со| СО ci-il CN Os TJ- СГ1 СП СП ^Г 001 00 Os txl ЧО txl -ч- •ч- >/Ч М- -Ч" "Ч "Ч СП сп| СП сп| СП сп| СП col 00 "Ч ■sf -ч СП СП ^ p "o СП со ЧО СП СП | i—i Vo SO "Ч СП СП t-so СП СП
L£ 9 SO Чо СП СП SO чо CN ^t- so so Чч Tt "Ч so чо "4 4-1 SO rt со so so 40 t^ rs SO tx so ЧО
t> vo so so ^ ^ CN SO <5 ■51- М- СП CN i-н i-ч Г- Г- Г- Tt- "3- Tt Tf CN ~ t^ tN. Tt- -ч ^ч 00 oo -4- Os Os ° s> os Os Os Os os Os Tfr -4
00 00 W4 1/4 00 00 г» 00 o rC (N 00 ss f-Ч r-00 r-00 o >o 00 os SO 00 SO SO 00
(Ч СЯ CN СЧ (S (S О о o o o o О О О ООО <N cS (S «N CS CS ^4 ^4 ^4 ^4 ^4 ^4 и и ^^H и и и и (4 o я к и
XLIV (9) XLV (9) 9S —^ СГ 55* s ^ Й cr 1Л es '—' e 1—1 *-V 1Л hJ e* 1Л e rH 1H 1—1 ч—с
CS щ и > /\ о" ч, и я" Я ГО Н-( я iJP h5^ ffi /u"u я я > и ¿ и S4 к и я rs я и o со X
(S (S И Д hJ U J1 и Зч / Зч / и о ГО го х я к СО СО , ч |_?N X X / \ Я, и и и Ч, ^ sí ® X и
Окончание таблицы
Л1 Я2 Номер (УУЦ) Брутто-формула Д кг/м3 Температура, К Теплота, кДж/моль Ркр, атм кпв, % (об.)
Т 1 кип Ткр т 1 всп т * свс т вое ТПВ парообразования сгорания
С7Н15 сн3 Иде СН2 ы (11,5) С12Н24О2 507 368 369 513 381 0,6...
(11,5) 866 507 508 680 680 372 366 385 385 364...415 371...420 46,9 6947 6953 (С12) 18,2 18,2 (С12) 0,7...5,0 0,6...4,7 (С12)
(12) 866 515 517 692 688 Ъ1в 371 390 391 365...418 377...428 47,7 7543 7559 (Сп) 17,0 17,0 (С13) 0,6...4,3 0,6...4,6 (С13)
сн3 Н3С СН2 С8Н17 Ы1 (12,5) С1зН2б02 -523 379 ~379 508 391 0,6...
(12,5) 865 523 525 697 696 380 376 394 398 372...421 366...436 48,8 7543 7559 (С13) 17,0 17,0 (С13) 0,6...4,3 0,6...4,5 (С13)
(13) 864 530 534 702 704 384 381 397 405 378...424 377...444 49,8 8165 8165 (С14) 15,5 16,0 (С14) 0,6...4,1 0,6...4,2 (С14)
Примечание. Показатели для целых значений УУ Ц соединений (I) взяты из работы [7]. Показатели для дробных значений УУЦ определены как средние значения между пограничными целыми значениями УУЦ.
Формулы (1)-(11) были выведены нами на основе анализа свойств эфиров карбоновых кислот с ал-кильными заместителями нормального строения [7]. Как видно из таблицы, правило углеродной цепи удовлетворительно работает и для сложных эфиров с алкильными заместителями изостроения (I).
Перемещение сложноэфирной группы вдоль углеродной цепи молекулы не приводит к существенным изменениям физико-химических и пожароопасных свойств (см. таблицу), что позволяет говорить
о том, что ранее обнаруженный эффект функциональной группы [1-9,15] проявляется и в данном классе органических соединений.
Выводы
Продемонстрировано действие правила углеродной цепи и эффекта функциональной группы для прогнозирования пожароопасных и физико-химических свойств сложных эфиров с алкильными заместителями изостроения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. I. Алканолы // Пожаровзрывобезопасность. — 2010. — Т. 19, № 5. — С. 23-30.
2. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. II. Кетоны (часть 1) // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. — Т. 20, №6.— С. 8-15.
3. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. III. Кетоны (часть 2) // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. — Т. 20, №7.— С. 8-13.
4. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. IV. Простые эфиры // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. — Т. 20, №9.— С. 9-16.
5. Алексеев К. С., Барбин Н. М., Алексеев С. Г. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. V. Карбоновые кислоты // Пожаровзрывобезопасность. — 2012. —Т. 21, № 7. — С. 35-46.
6. Алексеев К. С., Барбин Н. М., Алексеев С. Г. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VI. Альдегиды // Пожаровзрывобезопасность. — 2012. — Т. 21, № 9. — С. 29-37.
7. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Смирнов В. В. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VII. Нитроалканы // Пожаровзрывобезопасность. — 2012. — Т. 21, № 12. — С. 22-24.
8. Алексеев С. Г., Алексеев К. С., Барбин Н. М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VIII. Сложные эфиры (часть 1) // Пожаровзрывобезопасность. — 2013. — Т. 22, № 1. —С. 31-57.
9. Смирнов В. В., Алексеев С. Г., Барбин Н. М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. IX. Хлоралканы // Пожаровзрывобезопасность. — 2013. — Т. 22, № 4. — С. 13-21.
10. Chemical Database DIPPR 801 (Brigham Young University). URL : http://www.aiche.org/dippr (дата обращения: 13-15.03.2012 г.).
11. База данных университета Акрон (Akron). URL : http://ull.chemistry.uakron.edu/erd (дата обращения: 15-20.03.2012 г.).
12. Сайт компании Sigma-Aldrich. URL : http://www.sigmaaldrich.com/catalog (дата обращения: 20-25.03.2012 г.).
13. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник: в 2 ч. — М. : Асс. "Пожнаука", 2004. — 4.1. — 713 с.
14. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник: в 2 ч. — М. : Асс. "Пожнаука", 2004. — 4.2. — 774 с.
15. Алексеев К. С., Барбин Н. М., Алексеев С. Г.Показатели пожарной опасности и эффект положения функциональной группы // Безопасность критичных инфраструктур и территорий : Материалы IV Всероссийской конференции и XIV школы молодых ученых. — Екатеринбург : УрО РАН, 2011. —С. 80-81.
Материал поступил в редакцию 7 ноября 2012 г.
CORRELATION OF FIRE HAZARD CHARACTERISTICS WITH CHEMICAL STRUCTURE. X. ESTERS (PART 2)
ALEXEEV S. G., Candidate of Chemistry Sciences, Associate Professor, Corresponding Member of WASCS, Senior Researcher of Science and Engineering Centre "Reliability and Safety of Large Systems" of Ural Branch of Russian Academy of Sciences (Studencheskaya St., 54a, Yekaterinburg, 620049, Russian Federation), Senior Researcher of Ural State Fire Service Institute of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail address: Alexshome@mail.ru)
ALEXEEV K. S., Postgraduate Student, Science and Engineering Centre "Reliability and Safety of Large Systems", Ural Branch of Russian Academy of Sciences (Studencheskaya St., 54a, Yekaterinburg, 620049, Russian Federation; e-mail address: paradox2405@mail.ru)
ZHIVOTINSKAYA L. O., Researcher, Ural State Fire Service Institute of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail address: milamail@bk.ru)
BARBIN N. M., Doctor of Technical Sciences, Candidate of Chemistry Sciences, Head of Chemistry Department of Urals State Agricultural Academy (Karla Libknekhta St., 42, Yekaterinburg, 620075, Russian Federation), Senior Researcher of Ural State Fire Service Institute of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail address: NMBarbin@mail.ru)
ABSTRACT
The correlation of chemical structure and fire-dangerous properties is studied among aliphatic esters of isostructure. The carbon rule well works for these compounds. It is allowed to predict their physicochemical and fire-dangerous indices. Travel of the ester group along a hydrocarbon chain practically does not lead to change of the physicochemical and fire-dangerous properties of esters. The empirical equations of calculation are offered for critical temperature (Tc (K) = -0,46(NC)2 + + 27,03(NC) + 430,1), boiling point (TB (K) = -0,379(NC)2 + 26,448(NC) + 254), flash point (FP (K) = = -0,3107(NC)2 + 17,475(NC) + 206,4; FP (°C) = -0,627TB (°C) — 50,4); fire (ignition) temperature (FT (K) = 13,65(NC) + 227,6), low and upper temperature explosive limits (LTEL (K) = = 13,54(NC) + 215, UTEL = 16(NC) + 236,2), low and upper explosive limits (LEL (%) = = 10,472(NC)-1'1297, UEL (%) = 1,16 + 43,051/(NC)), combustion heat (Q (kJ/mole) = 606,2(NC) -- 321,6) and critical pressure (Pc (atm) = -10,486 + 99,243/(NC)0'5) from the conventional hydrocarbon chain (NC) in an ester molecule.
Keywords: ester; rule; property; fire hazard; characteristic.
REFERENCES
1. Alexeev S. G., BarbinN. M., AlexeevK. S., Orlov S. A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khi-micheskim stroyeniyem. I. Alkanoly [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. I. Alcohols]. Pozharovryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2010, vol. 19, no. 5, pp. 23-30. Available at: http://fire-smi.ru/arhivpvb2010 (Accessed 20 January 2013).
2. Alexeev S. G., BarbinN. M., AlexeevK. S., Orlov S. A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khi-micheskim stroyeniyem. II. Ketony (chast 1) [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. II. Ketones (part 1)]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 6, pp. 8-15. Available at: http://fire-smi.ru/arhivpvb2011 (Accessed 20 January 2013).
3. Alexeev S. G., BarbinN. M., AlexeevK. S., Orlov S. A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khi-micheskim stroyeniyem. III. Ketony (chast 2) [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. III. Ketones (part 2)]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 7, pp. 8-13. Available at: http://fire-smi.ru/arhivpvb2011 (Accessed 20 January 2013).
4. Alexeev S. G., BarbinN. M., AlexeevK. S., Orlov S. A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khi-micheskim stroyeniyem. IV. Prostyye efiry [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. IV. Ethers]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 9, pp. 9-16. Available at: http://fire-smi.ru/arhivpvb2011 (Accessed 20 January 2013).
5. Alexeev K. S., Barbin N. M., Alexeev S. G. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. V. Karbonovyye kisloty [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. V. Carboxylic acids]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 7, pp. 35-46. Available at: http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1008238 (Accessed 20 January 2013).
6. Alexeev K. S., Barbin N. M., Alexeev S. G. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. VI. Aldegidy [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. VI. Aldehydes]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 9, pp. 29-37. Available at: http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1008238 (Accessed 20 January 2013).
7. Alexeev S. G., Barbin N. M., Smirnov V. V. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. VII. Nitroalkany [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. VII. Nit-roalkanes]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 12, pp. 22-24. Available at: http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1080352 (Accessed 20 January 2013).
8. Alexeev S. G., Alexeev K. S., Barbin N. M. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. VIII. Slozhnyye efiry (chast 1) [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. VIII. Esters (Part 1)]. Pozharovryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2013, vol. 22, no. 1, pp. 31-57.
9. Smirnov V. V., Alexeev S. G., Barbin N. M. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. IX. Khloralkany [Correlation of Fire Hazard Characteristics with Chemical Structure. IX. Chlor-alkanes]. Pozharovryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2013, vol. 22, no. 4, pp. 13-21.
10. Chemical Database DIPPR 801. Available at: http://www.aiche.org/dippr (Accessed 15-25 November 2011).
11. Akron University database. Available at: http://ull.chemistry.uakron.edu/erd (Accessed 15-25 November 2011).
12. Sigma-Aldrich database. Available at: http://www.sigma-aldrich.com/catalog (Accessed 20-25 October 2011).
13. Korolchenko A. Ya., Korolchenko D. A. Pozharovryvoopasnost veshchestv i materialov i sredstva ikh tusheniya: spravochnik [Fire and explosive hazard of compounds and materials, and their fire extinguishing means. Handbook]. Moscow, Pozhnauka Publ., 2004, vol. 1. 713 p.
14. Korolchenko A. Ya., Korolchenko D. A. Pozharovryvoopasnost veshchestv i materialov i sredstva ikh tusheniya: spravochnik [Fire and explosive hazard of compounds and materials, and their fire extinguishing means. Handbook]. Moscow, Pozhnauka Publ., 2004, vol. 2. 774 p.
15. Alexeev K. S., Barbin N. M., Alexeev S. G. Pokazateli pozharnoy opasnosti i effecktpolozheniyafunk-tsionalnoy gruppy [Indices of fire hazard and the effect of a functional group]. Trudy IV Vserossiyskoy konferentsii i XIV shkoly molodykh uchenykh "Bezopasnost kriticheskikh infrastruktur i territoriy" [Proc. IV All Russian Conf. and XIV School of Young Scientists "Safety of Critical Infrastructures and Territories"]. Ekaterinburg, 2011, pp. 80-81.
Из пожарно-технического энциклопедического словаря
ТЕМПЕРАТУРА — физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Температура одинакова для всех частей изолированной системы, находящейся в равновесии термодинамическом. Если изолированная система не находится в равновесии, то с течением времени переход энергии (теплопередача) от более нагретых частей системы к менее нагретым приводит к выравниванию температуры во всей системе (первый постулат, или нулевое начало термодинамики).
ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ — температура равновесного перехода жидкости в пар при постоянном внешнем давлении. При температуре кипения давление насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости становится равным внешнему давлению, вследствие чего по всему объему жидкости образуются пузырьки насыщенного пара. Температура кипения — частный случай температуры фазового перехода I рода. Зависимость температуры кипения от давления для воды позволяет по определенному экспериментальному значению температуры кипения найти значение атмосферного давления и высоту места, где была определена температура кипения, над уровнем моря.
ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ — температура равновесного фазового перехода кристаллического (твердого) тела в жидкое состояние при постоянном внешнем давлении. Температура плавления — частный случай температуры фазового перехода I рода.
