Горение является основным процессом на пожаре. Пожар начинается с возникновения горения и заканчивается его прекращением. Что лежит
в основе процесса горения, какими характерными особенностями оно обладает?
По-видимому, самым общим определением процесса горения может
быть следующее. Горение – это сложный физико-химический процесс, в
основе которого лежит быстрая химическая реакция, протекающая с выделением большого количества тепла и света.
Какие же химические реакции лежат в основе процесса горения?
Самыми рас реакциями горения являются реакции взаимодействия веществ с кислородом. Например, при горении водорода происходит реакция
Н2 + 0,5 О2 → Н2О
при горении метана –
СН4 + 2 О2 → СО2 + 2 Н2О
при горении ацетона –
С3Н6О + 4 О2 → 3 СО2 + 3 Н2О
Эти реакции относят к классу реакций окисления. Окислителем в
этих реакциях является кислород, а окисляемое в реакции горения вещество называют горючим. Горючими веществами в приведенных примерах
являются водород, метан, ацетон.
Реакции горения протекают при высоких температурах (Т > 1000 К),
поэтому они происходят быстро и до конца (т. е. до полного окисления
горючего вещества). При горении в основном образуются продукты полного окисления: для углерода – это СО2, для водорода – Н2О, для серы –
SО2 и т. д.
При невысоких температурах (Т ≈ 500–700 К) между горючим веществом и кислородом может происходить медленная реакция – окисление.
Например, метан окисляется до метилового спирта (СН3ОН), который в
дальнейшем может окисляться до альдегида (СН2О), а альдегид до муравьиной кислоты (НСООН). Все эти реакции экзотермические (происходят с
выделением тепла). Однако скорость выделения тепла в такой реагирующей
7
смеси недостаточна для поддержания температуры реакции (500–700 К).
Поэтому для того, чтобы в такой системе происходило окисление, реагирующую смесь необходимо подогревать, т. е. сообщать ей дополнительное
количество тепла. Если этого не сделать, то температура реагирующей
смеси вследствие теплопотерь понизится до температуры окружающей
среды (∼300 К) и реакция окисления прекратится. Если же эту систему
(смесь метана с кислородом) нагреть до очень высокой температуры
(>1000 К), то в ней возникнет качественно другая реакция окисления – реакция горения, которая протекает с большой скоростью, окисление идет
сразу до конца (образуются продукты полного окисления), поэтому выделяется максимальное количество тепла, и скорость тепловыделения обеспечивает поддержание в системе высокой температуры. В этом случае реакционную смесь больше подогревать не нужно, собственного тепла достаточно для нагревания этой системы до температуры, при которой происходит химическая реакция горения.
Таким образом, реакция горения, однажды возникнув, в дальнейшем сама себя поддерживать. Именно это является отличительной особенностью реакций горения. Пламя, являющееся зоной химических реакций
горения, будет существовать до тех пор, пока обеспечивается поступление в
эту зону свежих порций горючего и окислителя. С этим связана и пламени самопроизвольно рас по горючей смеси.
Горение веществ может происходить не только при их взаимодействии с кислородом, но и при взаимодействии с другими окислителями,
такими, как хлор, фтор, окислы азота.
Например, водород и многие углеводороды хорошо горят в атмосфере хлора. При горении водорода происходит реакция образования хлористого водорода:
Н2 + Cl2 → 2 HСl
Горение в хлоре сопровождается меньшим тепловыделением и происходит с меньшей скоростью, чем в кислороде.
Реже, но встречается и такое горение, при котором имеет место превращение только одного вещества. Примером тому может служить взрывное разложение ацетилена:
СН ≡ СН → 2 С (сажа) + Н2
К такому же типу реакций можно отнести горение пороха и некоторых твердых ракетных топлив.
Специалистам, работающим в области пожарной безопасности, приходится в основном иметь дело с горением в атмосфере воздуха, где окис
1. Чистое вещество А)кислород С) едкий натр Д) едкий калий 2. Амфотерный оксид E) PbO 3. Вещество, с которым раствор хлорида железа(II) образует осадок С) Гидроксид натрия 4. Объем кислорода газа при н.у., если число атомов 24,08*10^23 Е)44,8 5. Молекула, имеющая тройную связь В)азот 6. Едкий натр массой 4г взаимодействуя с соляной кислотой образует соль. Число молей хлорила натрия равно (моль) В)0,1 7. Кислотный оксид C) CO2 8. Сильная кислота А)азотная 9. Для получения 4 моль SO2 потребуется сера массой С)128 10. Металл, который не взаимодействует с соляной кислотой С) ртуть 11. Массовая доля серной кислоты составляет 0,2. Масса серной кислоты расходуется при взаимодействии с 8,1г алюминия Д)220,5 12.При взаимодействии кальция с водой образуется волород массой 10г. Кол-во вещества кальция равно(моль) Е)5 13. Сумма всех коэффициентов в уравнении реакции H2S+O2=S+H2O равна Д)7 14. Соотношение атомов в молекуле MgCO3 А)6:2:12 В)2:1:4 С)6:3:12 Д)2:1:2 Е)3:1:3 1:1:3 15. Масса сульфата аммония получится при реакции серной кислоты и аммиака с массой 3,4г В)13,2 16. Чтобы полностью восстановить оксид меди (II) массой 80кг потребуется водород объемом (м3) А)22,4 17. Элементы IA группы с)щелочные металлы 18. Относительная плотность по воздуху газа CO2 А)1,52
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРЕНИИ И ВЗРЫВЕ
1.1. ХИМИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ГОРЕНИЯ
Горение является основным процессом на пожаре. Пожар начинается с возникновения горения и заканчивается его прекращением. Что лежит
в основе процесса горения, какими характерными особенностями оно обладает?
По-видимому, самым общим определением процесса горения может
быть следующее. Горение – это сложный физико-химический процесс, в
основе которого лежит быстрая химическая реакция, протекающая с выделением большого количества тепла и света.
Какие же химические реакции лежат в основе процесса горения?
Самыми рас реакциями горения являются реакции взаимодействия веществ с кислородом. Например, при горении водорода происходит реакция
Н2 + 0,5 О2 → Н2О
при горении метана –
СН4 + 2 О2 → СО2 + 2 Н2О
при горении ацетона –
С3Н6О + 4 О2 → 3 СО2 + 3 Н2О
Эти реакции относят к классу реакций окисления. Окислителем в
этих реакциях является кислород, а окисляемое в реакции горения вещество называют горючим. Горючими веществами в приведенных примерах
являются водород, метан, ацетон.
Реакции горения протекают при высоких температурах (Т > 1000 К),
поэтому они происходят быстро и до конца (т. е. до полного окисления
горючего вещества). При горении в основном образуются продукты полного окисления: для углерода – это СО2, для водорода – Н2О, для серы –
SО2 и т. д.
При невысоких температурах (Т ≈ 500–700 К) между горючим веществом и кислородом может происходить медленная реакция – окисление.
Например, метан окисляется до метилового спирта (СН3ОН), который в
дальнейшем может окисляться до альдегида (СН2О), а альдегид до муравьиной кислоты (НСООН). Все эти реакции экзотермические (происходят с
выделением тепла). Однако скорость выделения тепла в такой реагирующей
7
смеси недостаточна для поддержания температуры реакции (500–700 К).
Поэтому для того, чтобы в такой системе происходило окисление, реагирующую смесь необходимо подогревать, т. е. сообщать ей дополнительное
количество тепла. Если этого не сделать, то температура реагирующей
смеси вследствие теплопотерь понизится до температуры окружающей
среды (∼300 К) и реакция окисления прекратится. Если же эту систему
(смесь метана с кислородом) нагреть до очень высокой температуры
(>1000 К), то в ней возникнет качественно другая реакция окисления – реакция горения, которая протекает с большой скоростью, окисление идет
сразу до конца (образуются продукты полного окисления), поэтому выделяется максимальное количество тепла, и скорость тепловыделения обеспечивает поддержание в системе высокой температуры. В этом случае реакционную смесь больше подогревать не нужно, собственного тепла достаточно для нагревания этой системы до температуры, при которой происходит химическая реакция горения.
Таким образом, реакция горения, однажды возникнув, в дальнейшем сама себя поддерживать. Именно это является отличительной особенностью реакций горения. Пламя, являющееся зоной химических реакций
горения, будет существовать до тех пор, пока обеспечивается поступление в
эту зону свежих порций горючего и окислителя. С этим связана и пламени самопроизвольно рас по горючей смеси.
Горение веществ может происходить не только при их взаимодействии с кислородом, но и при взаимодействии с другими окислителями,
такими, как хлор, фтор, окислы азота.
Например, водород и многие углеводороды хорошо горят в атмосфере хлора. При горении водорода происходит реакция образования хлористого водорода:
Н2 + Cl2 → 2 HСl
Горение в хлоре сопровождается меньшим тепловыделением и происходит с меньшей скоростью, чем в кислороде.
Реже, но встречается и такое горение, при котором имеет место превращение только одного вещества. Примером тому может служить взрывное разложение ацетилена:
СН ≡ СН → 2 С (сажа) + Н2
К такому же типу реакций можно отнести горение пороха и некоторых твердых ракетных топлив.
Специалистам, работающим в области пожарной безопасности, приходится в основном иметь дело с горением в атмосфере воздуха, где окис
Объяснение: