Використання векторного підходу для дослідження складних хімічних процесів на прикладі чорного пороху

Abstract

В роботі на прикладі чорного пороху продемонстровані можливості векторного підходу для розрахунку стехіометричних коефіцієнтів хімічних рівнянь. Запропоновано підхід для вибору та обмежень проміжних взаємодій між реагентами, та визначення кінцевих продуктів. Показано, що навіть невелика кількість компонентів можуть призводити до великої кількості кінцевих та проміжних продуктів. За допомогою реальних розрахунків показано зв'язок кількості можливих хімічних рівнянь з кількістю реагентів. Запропоновано методику для розрахунку всіх можливих хімічних рівнянь у реакційній системі для довільного співвідношення компонентів, що дозволяє отримати всі можливі хімічні реакції, та методику розрахунків хімічного складу для фіксованого набору реагентів, що дозволяє оцінити набір продуктів можливих хімічних взаємодій для заданого початкового складу.The paper demonstrates the possibilities of a vector approach for calculating stoichiometric coefficients of chemical equations using the example of black powder. An approach is proposed for selecting and limiting intermediate interactions between reactants and determining final products. It is shown that even a small number of components can lead to a large number of final and intermediate products. Using real calculations, the relationship between the number of possible chemical equations and the number of reactants is shown. A method is proposed for calculating all possible chemical equations in a reaction system for an arbitrary ratio of components, which allows obtaining all possible chemical reactions, and a method for calculating the chemical composition for a fixed set of reactants, which allows estimating the set of products of possible chemical interactions for a given initial composition.