Mécanisme réactionnel de l’inhibition en phase gazeuse par des composés halogénés de flammes rapides et de haute température

¹ Laboratoire de Chimie Générale, Faculté des Sciences de Paris, 1, rue Victor-Cousin, Paris, 5 e, France.
² Laboratoire de Chimie Générale I, Faculté des Sciences d’Orléans, 45-Orléans-la-Source, France.

Résumé

On a effectué une comparaison systématique des influences, en phase gazeuse, d’inhibiteurs halogénés (dérivés halogénés du méthane et halogénures d’hydrogène) sur la vitesse de propagation de deux flammes rapides et de haute température : la flamme de décomposition de l’acide azothydrique HN₃, pur ou dilué par de l’azote, d'une part, celle de combustion de l’acétylène dans l’oxygène ou dans l’air, d’autre part. L’efficacité inhibitrice est mesurée par le rapport des vitesses spatiales des flammes inhibée et non inhibée, se propageant dans une bombe à volume constant avec inflammation centrale. Les différences de comportement constatées pour une même série d’inhibiteurs vis-à-vis de chacune des deux flammes ont été interprétées à l’aide des hypothèses formulées sur les mécanismes réactionnels dans les flammes non inhibées. L’inhibition de la flamme de décomposition de HN₃ pourrait résulter au moins en partie de la réaction compétitive des molécules d’inhibiteur et des molécules d’HN₃ avec les atomes H propagateurs de chaînes. Par contre, dans le cas de la flamme de combustion de C₂H₂, l’inhibition serait due à l’élimination d’une partie des espèces actives de la flamme (radicaux OH) par réaction avec l’halogénure d’hydrogène résultant d’une dissociation préalable de l’inhibiteur.

Abstract

A systematic comparison has been carried out between the effects, in the gas phase, of halogenated inhibitors (halogenated methanes and hydrogen halides) on the velocity of propagation of two fast and hot flames : the decomposition flame of hydrogen azide, either pure or diluted by nitrogen, on the one hand, the combustion flame of acetylene with oxygen or air, on the other hand. The efficiency of inhibition has been measured by the ratio of inhibited and uninhibited flame velocities. The explosion took place, at low pressure, in a spherical vessel with central ignition. Different behaviours have been observed for the same group of inhibitors with respect to the two kinds of flames studied. These differences have been explained owing to the assumptions proposed on the mechanisms of the uninhibited flames. The inhibition of HN₃ decomposition flame would result at least in part in a competition between HN₃ and the molecule of inhibitor to react with H atoms which are chain carriers. On the other hand, in the case of the combustion of C₂H₂, inhibition would be due to the partial removal of active species (mainly OH) by hydrogen halide, which would result from a previous dissociation of the inhibitor.