ГОРИМОСТ: ТОЧКА НА ЗАПАЛВАНЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХИМИЯ - 2026

На горимост е степента на реактивност на съединение да реагира силно екзотермична начин с кислород или друг окисляващ агент (окислител). Тя се отнася не само за химичните вещества, но и за широк спектър от материали, които са класифицирани от строителните кодове въз основа на него.

Следователно, горимостта е изключително важна за установяване на лекотата, с която материята гори. Оттук се отделят запалими вещества или съединения, горива и не горива.

Източник: Pxhere

Горимостта на материала зависи не само от неговите химични свойства (молекулна структура или стабилност на връзките), но и от съотношението му повърхност-обем; тоест, колкото по-голяма е повърхността на даден предмет (като прах от киша), толкова по-голяма е тенденцията му да гори.

Визуално неговите нажежаеми и пламтящи ефекти могат да бъдат впечатляващи. Пламъците с техните нюанси на жълто и червено (синьо и други цветове) са показателни за латентна трансформация; Въпреки че по-рано се смяташе, че атомите на материята са унищожени в процеса.

Проучванията на огъня, както и на горимостта, включват плътна теория за молекулярната динамика. В допълнение, концепцията за автокатализа участва, тъй като топлината на пламъка "захранва" реакцията, така че да не спира, докато цялото гориво не реагира.

Поради тази причина може би огънят понякога създава впечатление, че е жив. Въпреки това, в строг рационален смисъл, огънят не е нищо повече от енергия, проявена в светлина и топлина (дори с огромната молекулна сложност на заден план).

Точка на светкавица или запалване

Известна на английски като Flash Point, това е минималната температура, при която веществото се запалва, за да започне горенето.

Целият процес на огън започва с малка искра, която осигурява необходимата топлина за преодоляване на енергийната бариера, която предотвратява спонтанната реакция. В противен случай минималният контакт на кислород с материал би причинил изгарянето му дори при температури на замръзване.

Точката на възпламеняване е параметърът, който определя колко горимо вещество или материал може да бъде или не може да бъде. Следователно, силно запалимо или запалимо вещество има ниска точка на възпламеняване; тоест, той изисква температури между 38 и 93ºC, за да изгори и отприщи пожар.

Разликата между запалимо и запалимо вещество се регулира от международното право. В този случай разглежданите температурни диапазони могат да варират по стойност. Също така думите „горимост“ и „запалимост“ са взаимозаменяеми; но те не са "запалими" или "горими".

Запалимото вещество има по-ниска точка на възпламеняване в сравнение с тази на запалимо вещество. Поради тази причина запалимите вещества са потенциално по-опасни от горивата и тяхната употреба е строго контролирана.

Разлики между горенето и окисляването

И двата процеса или химичните реакции се състоят от прехвърляне на електрони, в които кислородът може или не може да участва. Кислородният газ е мощен окислител, чиято електроотрицателност прави неговата O = O двойна връзка реактивна, която след приемане на електрони и образуване на нови връзки освобождава енергия.

Така, в реакция на окисляване, O ₂ печалби електрони от всяка достатъчно намаляване вещество (донор на електрони). Например много метали в контакт с въздух и влага завършват с ръжда. Среброто потъмнява, желязото се зачервява и медът може дори да превърне цвят на патина.

Те обаче не изпускат пламъци, когато го правят. Ако е така, всички метали биха имали опасна горимост и сградите ще изгорят в горещината на слънцето. В това се крие разликата между изгарянето и окисляването: количеството освободена енергия.

При горенето се получава окисляване, при което отделената топлина е самоподдържаща се, ярка и гореща. По същия начин изгарянето е много по-ускорен процес, тъй като всяка енергийна бариера между материала и кислорода (или каквото и да е окисляващо вещество, като перманганати) е преодоляна.

Други газове, като например Cl ₂ и F ₂ могат да инициират силно екзотермични реакции горене. И сред течности или твърди вещества окислители са водороден пероксид, H ₂ O ₂ и амониев нитрат, NH ₄ NO ₃.

Характеристики на гориво

Както току-що обясниха, тя не трябва да има твърде ниска температура на възпламеняване и трябва да може да реагира с кислород или окислител. Много вещества влизат в този вид материали, особено зеленчуци, пластмаси, дърво, метали, мазнини, въглеводороди и др.

Някои са твърди, други течни или газирани. Като цяло газовете са толкова реактивни, че според определението се считат за запалими вещества.

-Газ

Газове са тези, които изгарят много по-лесно, като водород и ацетилен, С ₂ Н ₄. Това е така, защото газът се смесва много по-бързо с кислорода, което е равно на по-голяма контактна площ. Можете лесно да си представите море от газообразни молекули, сблъскващи се една с друга точно в точката на запалване или запалване.

Реакцията на газообразни горива е толкова бърза и ефективна, че се генерират експлозии. По тази причина течовете на газ представляват ситуация с висок риск.

Не всички газове обаче са запалими или запалими. Например благородните газове, като аргон, не реагират с кислород.

Същата ситуация се случва и с азота, поради силната му тройна връзка N≡N; той обаче може да се спука при екстремни условия на налягане и температура, като тези, намиращи се в електрическа буря.

Твърди

Как е горимостта на твърдите вещества? Всеки материал, подложен на високи температури, може да се запали; въпреки това, скоростта, с която това прави, зависи от съотношението повърхност към обем (и други фактори, като например използването на защитни филми).

Физически твърдото твърдо вещество отнема повече време, за да гори и разпространява по-малко огън, тъй като неговите молекули влизат в по-малък контакт с кислород, отколкото ламинарно или прахообразно вещество. Например, ред хартия изгаря много по-бързо от дървен блок със същите размери.

Също така, купчина железен прах гори по-енергично от лист желязо.

Органични и метални съединения

Химически, горимостта на твърдо вещество зависи от това кои атоми го съставят, тяхното разположение (аморфно, кристално) и молекулната структура. Ако е съставен главно от въглеродни атоми, дори със сложна структура, при изгаряне ще възникне следната реакция:

C + O ₂ => CO ₂

Но въглеродите не са сами, а са придружени от водород и други атоми, които също реагират с кислород. Така, H ₂ O, SO ₃, NO ₂, и други съединения се произвеждат.

Молекулите, получени при изгарянето, обаче зависят от количеството реагиращ кислород. Ако въглеродът например реагира с недостиг на кислород, продуктът е:

С + 1 / 2О ₂ => СО

Обърнете внимание, че между CO ₂ и CO, CO ₂ е по-кислороден, защото има повече кислородни атоми. Следователно, непълно изгаряне генерира съединения с по-малък брой O атоми, в сравнение с тези, получени при пълно изгаряне.

В допълнение към въглерода, може да има метални твърди частици, които да издържат дори на по-високи температури преди изгаряне и да предизвикат съответните им оксиди. За разлика от органичните съединения, металите не отделят газове (освен ако нямат примеси), тъй като техните атоми са ограничени до металната структура. Горят там, където са.

Течности

Горимостта на течностите зависи от химическата им природа, както и степента им на окисляване. Силно окислени течности, без много електрони за даряване, като вода или тетрафлуоровъглерод, CF ₄, не изгарят значително.

Но, още по-важно от тази химическа характеристика, е нейното налягане на парата. Летливата течност има високо налягане на парата, което я прави запалима и опасна. Защо? Тъй като газообразните молекули, „провиращи се“ по повърхността на течността, първи изгарят и представляват фокуса на огъня.

Летливите течности се отличават със силни миризми и техните газове бързо заемат голям обем. Бензинът е ясен пример за леснозапалима течност. А що се отнася до горивата, дизелите и други по-тежки въглеводородни смеси са сред най-често срещаните.

вода

Някои течности, като вода, не могат да изгорят, тъй като газообразните им молекули не могат да предадат електроните си на кислород. Всъщност той се използва инстинктивно, за да гаси пламъци и е едно от най-прилаганите вещества от пожарникарите. Интензивната топлина от огъня се прехвърля във водата, която я използва за преминаване към газообразна фаза.

Те са виждани в реални и измислени сцени как огънят гори на повърхността на морето; истинското гориво обаче е нефт или всяко масло, несмесващо се с вода и плаващо на повърхността.

Всички горива, които имат процент вода (или влага) в състава си, като последица намаляват тяхната горимост.

Това е отново, защото част от първоначалната топлина се губи при нагряване на водните частици. Поради тази причина мокрите твърди частици не изгарят, докато тяхното съдържание на вода не бъде отстранено.

Препратки

1. Chemicool Dictionary. (2017). Определение за гориво. Възстановено от: chemicool.com
2. Лета, Винсент. (5 април 2018 г.). Азотно гориво ли е? Sciencing. Възстановено от: sciaching.com
3. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (22 юни 2018 г.). Определение на горенето (химия). Възстановено от: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Горимост и запалимост. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Marpic Уеб дизайн. (2015 г., 16 юни). Какви видове пожари има и как е запалимостта на материалите, които определят тази типология? Възстановено от: marpicsl.com
6. Научете спешни случаи. (SF). Теория на огъня. Възстановени от: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). Примери за запалими вещества. Възстановена от: quimicas.net