combustibilitate este gradul de reactivitate al unui compus la reacția exotermă viguros cu oxigenul sau alt agent oxidant (oxidant). Nu se aplică doar substanțelor chimice, ci și unei game largi de materiale, care sunt clasificate după codurile de construcție pe baza acestora..
Prin urmare, combustibilitatea este extrem de importantă pentru a stabili cât de ușor arde materia. De aici, sunt eliberate substanțe sau compuși inflamabili, combustibili și necombustibili..
Combustibilitatea materialului depinde nu numai de proprietățile sale chimice (structura moleculară sau stabilitatea legăturilor), ci și de raportul său suprafață-volum; adică, cu cât suprafața unui obiect este mai mare (cum ar fi praful de nămol), cu atât este mai mare tendința sa de a arde..
Vizual, efectele sale incandescente și aprinse pot fi impresionante. Flăcările cu nuanțele lor de galben și roșu (albastru și alte culori), sunt indicative ale unei transformări latente; deși se credea anterior că atomii de materie au fost distruși în acest proces.
Studiile asupra focului, precum și a combustibilității, implică o teorie densă a dinamicii moleculare. În plus, conceptul de autocataliza, deoarece căldura din flacără „alimentează” reacția astfel încât să nu se oprească până când nu a reacționat tot combustibilul
Din acest motiv, poate că focul dă uneori impresia că este viu. Cu toate acestea, într-un sens rațional strict, focul nu este altceva decât energie manifestată în lumină și căldură (chiar și cu imensa complexitate moleculară a fundalului).
Indice articol
Cunoscut în engleză ca Punct de aprindere, este temperatura minimă la care o substanță se aprinde pentru a începe arderea.
Întregul proces de incendiu începe cu o scânteie mică, care asigură căldura necesară pentru a depăși bariera energetică care împiedică reacția să fie spontană. În caz contrar, contactul minim de oxigen cu un material ar determina arderea acestuia chiar și la temperaturi de îngheț..
Punctul de aprindere este parametrul pentru a defini cât de combustibil poate fi sau nu o substanță sau un material. Prin urmare, o substanță foarte combustibilă sau inflamabilă are un punct de aprindere scăzut; adică necesită temperaturi cuprinse între 38 și 93ºC pentru a arde și a declanșa un incendiu.
Diferența dintre o substanță inflamabilă și cea combustibilă este reglementată de dreptul internațional. În acest caz, intervalele de temperatură luate în considerare pot varia în valoare. De asemenea, cuvintele „combustibilitate” și „inflamabilitate” sunt interschimbabile; dar nu sunt „inflamabile” sau „combustibile”.
O substanță inflamabilă are un punct de aprindere mai scăzut în comparație cu o substanță combustibilă. Din acest motiv, substanțele inflamabile sunt potențial mai periculoase decât combustibilii, iar utilizarea lor este strict supravegheată..
Ambele procese sau reacții chimice constau într-un transfer de electroni la care oxigenul poate participa sau nu. Oxigenul gazos este un puternic agent oxidant, a cărui electronegativitate face ca legătura sa dublă O = O să fie reactivă, care după ce acceptă electroni și formează noi legături, se eliberează energie.
Astfel, într-o reacție de oxidare ODouă câștigă electroni din orice substanță suficient de reducătoare (donator de electroni). De exemplu, multe metale în contact cu aerul și umiditatea ajung să se ruginească. Argintul se întunecă, fierul se înroșește, iar cuprul poate chiar să capete o culoare patină.
Cu toate acestea, ele nu degajă flăcări atunci când fac acest lucru. Dacă da, toate metalele ar avea o combustibilitate periculoasă, iar clădirile ar arde la căldura soarelui. Aici se află diferența dintre combustie și oxidare: cantitatea de energie eliberată.
În arderea are loc o oxidare în cazul în care căldura eliberată este autosustenabilă, strălucitoare și fierbinte. În mod similar, arderea este un proces mult mai accelerat, deoarece orice barieră energetică dintre material și oxigen (sau orice substanță oxidantă, cum ar fi permanganatele) este depășită..
Alte gaze, cum ar fi ClDouă iar FDouă pot iniția reacții de ardere exoterme viguros. Iar printre lichidele sau solidele oxidante se numără peroxidul de hidrogen, HDouăSAUDouă, și azotat de amoniu, NH4NU3.
După cum sa explicat, nu trebuie să aibă un punct de aprindere prea scăzut și trebuie să poată reacționa cu oxigenul sau oxidantul. Multe substanțe intră în acest tip de material, în special legume, materiale plastice, lemn, metale, grăsimi, hidrocarburi etc..
Unele sunt solide, altele lichide sau frizante. Gazele sunt în general atât de reactive încât sunt considerate, prin definiție, ca substanțe inflamabile.
Gazele sunt cele care ard mult mai ușor, cum ar fi hidrogenul și acetilena, CDouăH4. Acest lucru se datorează faptului că gazul se amestecă mult mai repede cu oxigenul, ceea ce echivalează cu o zonă de contact mai mare. Vă puteți imagina cu ușurință o mare de molecule gazoase care se ciocnesc între ele chiar în punctul de aprindere sau aprindere..
Reacția combustibililor gazoși este atât de rapidă și eficientă încât sunt generate explozii. Din acest motiv, scurgerile de gaz reprezintă o situație de risc ridicat..
Cu toate acestea, nu toate gazele sunt inflamabile sau combustibile. De exemplu, gazele nobile, cum ar fi argonul, nu reacționează cu oxigenul.
Aceeași situație apare și cu azotul, datorită legăturii sale puternice N≡N triplă; cu toate acestea, se poate rupe în condiții extreme de presiune și temperatură, cum ar fi cele găsite într-o furtună..
Cum este combustibilitatea solidelor? Orice material supus la temperaturi ridicate poate lua foc; cu toate acestea, viteza cu care face acest lucru depinde de raportul suprafață-volum (și alți factori, cum ar fi utilizarea filmelor de protecție).
Fizic, un solid solid durează mai mult pentru a arde și răspândește mai puțin foc, deoarece moleculele sale intră în contact mai puțin cu oxigenul decât un solid laminar sau pulverizat. De exemplu, un rând de hârtie arde mult mai repede decât un bloc de lemn de aceleași dimensiuni..
La fel, o grămadă de pulbere de fier arde mai puternic în comparație cu o foaie de fier..
Din punct de vedere chimic, combustibilitatea unui solid depinde de ce atomi îl compun, de dispunerea lor (amorfă, cristalină) și de structura moleculară. Dacă este compus în principal din atomi de carbon, chiar și cu o structură complexă, la ardere va apărea următoarea reacție:
C + ODouă => CODouă
Dar carbonii nu sunt singuri, ci sunt însoțiți de hidrogeni și alți atomi, care reacționează și cu oxigenul. Astfel, HDouăURS3, NUDouă, și alți compuși.
Cu toate acestea, moleculele produse în combustie depind de cantitatea de oxigen care reacționează. Dacă carbonul, de exemplu, reacționează cu un deficit de oxigen, produsul este:
C + 1 / 2ODouă => CO
Rețineți că CODouă și CO, CODouă este mai oxigenat, deoarece are mai mulți atomi de oxigen. Prin urmare, arderile incomplete generează compuși cu mai puțini atomi de O, comparativ cu cei obținuți în arderea completă..
În plus față de carbon, pot exista solide metalice care să reziste la temperaturi chiar mai ridicate înainte de ardere și să dea naștere la oxizii lor corespunzători. Spre deosebire de compușii organici, metalele nu eliberează gaze (dacă nu au impurități), deoarece atomii lor sunt limitați la structura metalică. Arde acolo unde sunt.
Combustibilitatea lichidelor depinde de natura lor chimică, precum și gradul lor de oxidare. Lichide foarte oxidate, fără mulți electroni de donat, cum ar fi apa sau tetrafluorocarbonul, CF4, nu arde semnificativ.
Dar, chiar mai important decât această caracteristică chimică, este presiunea sa de vapori. Un lichid volatil are o presiune de vapori ridicată, ceea ce îl face inflamabil și periculos. De ce? Deoarece moleculele gazoase care „pășesc” pe suprafața lichidului sunt primele care ard și reprezintă focul focului.
Lichidele volatile se disting prin mirosuri puternice, iar gazele lor ocupă rapid un volum mare. Benzina este un exemplu clar de lichid foarte inflamabil. Și în ceea ce privește combustibilii, motorina și alte amestecuri de hidrocarburi mai grele sunt printre cele mai frecvente..
Unele lichide, cum ar fi apa, nu pot arde, deoarece moleculele lor gazoase nu pot renunța la electroni în oxigen. De fapt, este folosit instinctiv pentru stingerea flăcărilor și este una dintre substanțele cele mai aplicate de pompieri. Căldura intensă a focului este transferată în apă, care o folosește pentru a trece la faza gazoasă.
Au fost văzuți în scene reale și fictive cum arde focul la suprafața mării; cu toate acestea, adevăratul combustibil este uleiul sau orice ulei nemiscibil cu apă și care plutesc la suprafață.
Toți combustibilii care au un procent de apă (sau umiditate) în compoziția lor, au drept consecință o scădere a combustibilității lor.
Acest lucru se datorează, din nou, faptului că o parte din căldura inițială se pierde prin încălzirea particulelor de apă. Din acest motiv, solidele umede nu ard până nu se elimină conținutul lor de apă..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.