HORĽAVOSŤ: BOD VZPLANUTIA A VLASTNOSTI - CHÉMIA - 2024

Horľavosť je stupeň reaktivity zlúčeniny reagovať energicky exotermickým spôsobom s kyslíkom alebo iným oxidačným činidlom (spaľovanie). Nevzťahuje sa iba na chemické látky, ale aj na širokú škálu materiálov, ktoré sú na základe nich klasifikované podľa stavebných predpisov.

Preto je horľavosť mimoriadne dôležitá pri určovaní ľahkosti, s akou látka horí. Odtiaľ sa uvoľňujú horľavé látky alebo zlúčeniny, palivá a iné ako palivá.

Zdroj: Pxhere

Horľavosť materiálu závisí nielen od jeho chemických vlastností (molekulárna štruktúra alebo stabilita väzieb), ale aj od pomeru povrchu k objemu; to znamená, že čím väčšia je plocha povrchu predmetu (napríklad prach z bahna), tým väčšia je jeho tendencia horieť.

Vizuálne jeho žiariace a horiace účinky môžu byť pôsobivé. Plamene s odtieňmi žltej a červenej (modrej a inej farby) svedčia o latentnej premene; Aj keď sa pôvodne predpokladalo, že v tomto procese boli zničené atómy hmoty.

Štúdie ohňa, ako aj štúdie horľavosti, zahŕňajú hustú teóriu molekulovej dynamiky. Okrem toho sa zúčastňuje aj koncept autokatalýzy, pretože teplo plameňa „privádza“ reakciu, takže sa nezastaví, kým nezreaguje celé palivo.

Z tohto dôvodu možno niekedy oheň vyvoláva dojem, že je nažive. V prísnom racionálnom zmysle však oheň nie je nič iné ako energia, ktorá sa prejavuje svetlom a teplom (dokonca s obrovskou molekulovou zložitosťou v pozadí).

Bod vzplanutia alebo zapálenia

Známe v angličtine ako bod vzplanutia, je to minimálna teplota, pri ktorej sa látka vznieti a začne horieť.

Celý proces ohňa začína malou iskrou, ktorá poskytuje potrebné teplo na prekonanie energetickej bariéry, ktorá bráni spontánnej reakcii. Inak by minimálny kontakt kyslíka s materiálom spôsobil jeho horenie dokonca aj pri teplotách pod bodom mrazu.

Bod vzplanutia je parameter, ktorý definuje, ako horľavá látka alebo materiál môže alebo nemôže byť. Preto má vysoko horľavá alebo horľavá látka nízky bod vzplanutia; to znamená, že na spálenie a uvoľnenie ohňa vyžaduje teploty medzi 38 a 93 ° C.

Rozdiel medzi horľavou a horľavou látkou sa riadi medzinárodným právom. V takom prípade sa uvažované teplotné rozsahy môžu líšiť v hodnote. Slová „horľavosť“ a „horľavosť“ sú tiež vzájomne zameniteľné; ale nie sú „horľavé“ alebo „horľavé“.

Horľavá látka má nižší bod vzplanutia v porovnaní s horľavou látkou. Z tohto dôvodu sú horľavé látky potenciálne nebezpečnejšie ako palivá a ich používanie je prísne kontrolované.

Rozdiely medzi spaľovaním a oxidáciou

Oba procesy alebo chemické reakcie pozostávajú z prenosu elektrónov, na ktorých sa kyslík môže alebo nemusí podieľať. Kyslíkový plyn je silné oxidačné činidlo, ktorého elektronegativita spôsobuje reaktivitu dvojitej väzby O = O, ktorá po prijatí elektrónov a vytvorení nových väzieb uvoľňuje energiu.

Tak, v oxidačnej reakcii, O ₂ zisky elektróny akéhokoľvek dostatočne redukčné látky (donor elektrónov). Napríklad veľa kovov v kontakte so vzduchom a vlhkosťou končí hrdzavením. Strieborné stmavnutie, redundance železa a meď môžu dokonca zmeniť farbu patiny.

Pri tom však nevydávajú plamene. Ak by to tak bolo, všetky kovy by mali nebezpečnú horľavosť a budovy by horeli v slnečnom žiarení. V tom spočíva rozdiel medzi spaľovaním a oxidáciou: množstvo uvoľnenej energie.

Pri spaľovaní dochádza k oxidácii, keď je uvoľňované teplo samonosné, jasné a horúce. Podobne spaľovanie je oveľa zrýchlený proces, pretože je prekonaná akákoľvek energetická bariéra medzi materiálom a kyslíkom (alebo oxidačnou látkou, ako sú napríklad manganistany).

Ďalšie plyny, ako je napríklad Cl ₂ a F ₂ môže začať energicky exotermickej spaľovania reakcie. A medzi oxidačnými kvapaliny alebo pevné látky sú peroxid vodíka, H ₂ O ₂ , a dusičnan amónny, NH ₄ NO ₃ .

Vlastnosti paliva

Ako už bolo vysvetlené, nemalo by mať príliš nízku teplotu vzplanutia a malo by byť schopné reagovať s kyslíkom alebo oxidačným činidlom. Do tohto druhu materiálu vstupuje veľa látok, najmä zelenina, plasty, drevo, kovy, tuky, uhľovodíky atď.

Niektoré sú pevné, iné tekuté alebo šumivé. Plyny sú vo všeobecnosti také reaktívne, že sa podľa definície považujú za horľavé látky.

-Gas

Plyny sú tie, ktoré spaľujú oveľa ľahšie, ako je vodík a acetylénu, C ₂ H ₄ . Je to tak preto, lebo plyn sa mieša rýchlejšie s kyslíkom, čo sa rovná väčšej kontaktnej ploche. Ľahko si viete predstaviť more plynných molekúl, ktoré sa navzájom zrážajú práve v mieste zapálenia alebo zapálenia.

Reakcia plynných palív je taká rýchla a účinná, že dochádza k výbuchom. Z tohto dôvodu predstavujú úniky plynu vysoko rizikovú situáciu.

Nie všetky plyny sú však horľavé alebo horľavé. Napríklad vzácne plyny, ako napríklad argón, nereagujú s kyslíkom.

Rovnaká situácia nastáva s dusíkom kvôli jeho silnej trojitej väzbe N = N; môže však prasknúť za extrémnych tlakových a teplotných podmienok, aké sa vyskytujú napríklad pri búrke.

jednoliaty

Aká je horľavosť tuhých látok? Každý materiál vystavený vysokým teplotám môže vznietiť; rýchlosť, s akou to robí, však závisí od pomeru povrchu k objemu (a ďalších faktorov, ako je použitie ochranných fólií).

Fyzicky tuhá tuhá látka horí dlhšie a šíri sa menej ohňa, pretože jej molekuly prichádzajú do menšieho kontaktu s kyslíkom ako laminárna alebo prášková pevná látka. Napríklad rad papiera horí oveľa rýchlejšie ako blok dreva rovnakých rozmerov.

Hromada železného prášku tiež horí energickejšie ako plech železa.

Organické a kovové zlúčeniny

Chemicky horľavosť tuhej látky závisí od toho, ktoré atómy ju tvoria, ich usporiadania (amorfná, kryštalická) a molekulárnej štruktúry. Ak sa skladá hlavne z atómov uhlíka, aj keď má zložitú štruktúru, pri horení dôjde k nasledujúcej reakcii:

C + O ₂ => CO ₂

Uhlíky však nie sú samotné, ale sú sprevádzané vodíkami a inými atómami, ktoré tiež reagujú s kyslíkom. Tak, H ₂ O, SO ₃ , NO ₂ , a iné zlúčeniny sú produkované.

Molekuly produkované pri spaľovaní však závisia od množstva reagujúceho kyslíka. Ak napríklad uhlík reaguje s nedostatkom kyslíka, potom je produktom:

C + 1 / 2O ₂ => CO

Všimnite si, že medzi CO ₂ a CO, CO ₂ je viac okysličený, pretože má viac atómov kyslíka. Preto neúplné spaľovanie vytvára zlúčeniny s nižším počtom atómov O v porovnaní so zlúčeninami získanými pri úplnom spálení.

Okrem uhlíka môžu existovať kovové pevné látky, ktoré odolávajú ešte vyšším teplotám pred spálením a vedú k zodpovedajúcim oxidom. Na rozdiel od organických zlúčenín kovy neuvoľňujú plyny (pokiaľ neobsahujú nečistoty), pretože ich atómy sú obmedzené na kovovú štruktúru. Horia tam, kde sú.

kvapaliny

Horľavosť kvapalín závisí od ich chemickej povahy, ako aj od stupňa ich oxidácie. Vysoko oxiduje kvapalín, bez mnohých elektróny na odber, ako je voda alebo tetrafluorocarbon, CF ₄ , sa významne horieť.

Ale ešte dôležitejší ako táto chemická charakteristika, je jeho tlak pary. Prchavá kvapalina má vysoký tlak pary, vďaka čomu je horľavá a nebezpečná. Prečo? Pretože plynné molekuly, ktoré „prechádzajú“ na povrchu kvapaliny, horia ako prvé a predstavujú ohnisko.

Prchavé kvapaliny sa vyznačujú silnými zápachmi a ich plyny rýchlo obsadzujú veľký objem. Benzín je jasným príkladom vysoko horľavej kvapaliny. A čo sa týka palív, nafta a iné ťažšie uhľovodíkové zmesi patria medzi najbežnejšie.

voda

Niektoré kvapaliny, ako napríklad voda, nemôžu horieť, pretože ich plynné molekuly nemôžu vzdať svoje elektróny kyslíku. V skutočnosti sa inštinktívne používa na hasenie plameňa a je jednou z najpoužívanejších látok hasičov. Intenzívne teplo z ohňa sa prenáša do vody, ktorá ho používa na zmenu na plynnú fázu.

V reálnych a fiktívnych scénach videli, ako oheň horí na hladine mora; skutočným palivom je však olej alebo akýkoľvek olej nemiešateľný s vodou a vznášajúci sa na povrchu.

Všetky palivá, ktoré majú percentuálny podiel vody (alebo vlhkosti) v ich zložení, majú preto za následok zníženie ich horľavosti.

Je to opäť preto, že časť počiatočného tepla sa stráca zahrievaním častíc vody. Z tohto dôvodu mokré tuhé látky nespália, kým sa neodstráni ich obsah vody.

Referencie

1. Slovník chemicoolu. (2017). Definícia paliva. Získané z: chemicool.com
2. Summers, Vincent. (5. apríla 2018). Je to dusíkové palivo? Sciencing. Obnovené z: sciencing.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. júna 2018). Definícia horenia (chémia). Získané z: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Horľavosť a horľavosť. Obnovené z: en.wikipedia.org
5. Marpic Web Design. (2015, 16. júna). Aké druhy požiaru existujú a ako existuje horľavosť materiálov, ktoré definujú túto typológiu? Získané z: marpicsl.com
6. Dozviete sa o mimoriadnych udalostiach. (SF). Teória ohňa. Získané z: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). Príklady horľavých látok. Obnovené z: quimicas.net