Самовозгорание веществ

Реакция окисления является экзотермической (т.е. происходит с выделением тепла) и при определенных условиях может самоприскорюватися. Этот процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горения называется самовозгоранием.

Температура самовоспламенения горючих веществ очень разная. В одних она превышает 500ьС, а в других примерно равна температуре окружающей среды, то есть температуре воздуха, которую в среднем можно принять в пределах 0 ... 50 ° С.

В зависимости от температуры самовоспламенения все горючие вещества условно разделяют на две группы: 1) вещества, температура самовоспламенения которых выше температуры окружающей среды; 2) вещества, температура самовоспламенения которых ниже температуры окружающей среды. Вещества первой группы способны самовозгораться только вследствие нагревания их выше температуры окружающей среды. Вещества второй группы могут самовозгораться без нагрева, поскольку окружающая среда уже нагрело их до температуры самовоспламенения. Такие вещества представляют большую пожарную опасность и называются самовоспламеняющимися, а процесс их самонагревания к возникновению горения - самовозгоранием.

Самовозгорание зависимости от причин, к нему приводят, разделяют на химическое, микробиологическое, тепловое.

Химическое самовозгорание возникает в результате взаимодействия веществ с кислородом воздуха, водой или друг с другом. Так, большинство растительных масел и жиров, если они созданы тонким слоем на волокнистые или порошкообразные материалы, склонные к самовозгоранию в воздухе, так как содержат в своем составе ненасыщенные соединения (которые имеют двойные связи), которые способны окисляться и полимеризоваться в воздухе с выделением тепла при обычной температуре. К самовозгоранию при обычных температурных условиях в результате взаимодействия с кислородом воздуха способны также сульфиды железа, белый фосфор, металлоорганические соединения и другие вещества. Вот, например, реакция самовозгорания сульфида железа (IV):

В группу веществ, вызывающих горения при взаимодействии с водой, относятся щелочные металлы, карбиды кальция и щелочно-земельных металлов, гидриды щелочных и щелочно-земельных металлов, фосфористые кальций и натрий, негашеная известь, гидросульфат натрия и др.

Щелочные металлы при взаимодействии с водой выделяют водород и значительное количество тепла, за счет чего водород самовоспламеняется и горит вместе с металлом.

При взаимодействии карбида кальция с небольшим количеством воды выделяется такое количество тепла, при наличии воздуха ацетилен, который образуется, самовоспламеняется. Если количество воды велика, этого не происходит:

Оксид кальция (негашеная известь), реагируя с водой, самонагревающаяся. Если на негашеную известь попадает небольшое количество воды, оно разогревается до свечения и может поджечь материалы, сталкиваются с ним. В группу веществ, которые самовозгораются при контакте друг с другом, принадлежат газообразные, жидкие и твердые окислители. Сжатый кислород вызывает самовозгорание минеральных масел, не самовозгораются в кислороде при нормальном давлении.

Сильными окислителями является галогены (хлор, бром, фтор, йод); они чрезвычайно активно сочетаются с рядом веществ, при этом выделяется большое количество тепла, что и приводит к самовозгоранию веществ.

Ацетилен, водород, метан, этилен в смеси с хлором самовозгораются на дневном свете. Из-за этого нельзя хранить хлор и другие галогены совместно с легковоспламеняющимися жидкостями. Известно, что скипидар самовоспламеняется в хлоре, если он распределен в какой-либо пористой веществе (бумага, тряпка, вата).

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, поэтому она является сильным окислителем, способным вызвать самовозгорание ряда материалов (солома, лен, хлопок, опилки, стружка).

Сильными окислителями является перекись натрия и хромовый ангидрид, которые при соприкосновении со многими горючими жидкостями вызывают их самовозгорание.

Перманганат калия, если его смешать с глицерином или этиленгликолем, вызывает их самовозгорание через несколько секунд.

Микробиологическое самовозгорание характерно для растительных продуктов - сена, клевера, соломы, солода, хмеля, фрезерного торфа и др. При соответствующих влажности и температуре в растительных продуктах (например, в фрезерном торфе) активизируется деятельность микроорганизмов, которая сопровождается выделением тепла, и хотя при достижении 65-70 ° С микроорганизмы погибают, процесс окисления, уже начался, интенсифицируется, самоускоряющегося, что и приводит самонагреванию и самовоспламенения.

Тепловое самовозгорание является результатом самонагревания материала, возникающее вследствие экзотермических процессов окисления, расписания, адсорбции и т.п. или от воздействия внешней незначительного источника нагрева. Например, нитроцеллюлозные материалы (кино-, фотопленка, бездымный порох) при температуре 40-50вС разлагаются с повышением температуры до самовоспламенения.

О сущности понятий "самовозгорания" и "самовоспламенения", "возгорание" и "вспышки" важно отметить, что, во-первых, "самовоспламенения" и "самовозгорания" - одно и то же явление; во-вторых, физическая суть процессов самовозгорания и самовоспламенения одинакова, поскольку механизм самоускорения реакции окисления в них один и тот же. Главное отличие между ними в том, что процесс самовозгорания пространственно ограничен частью объема горючего вещества (остальная масса горючего вещества остается холодной), в то время как процесс самовоспламенения вещества происходит во всем ее объеме. Кроме того, после возгорания или самовоспламенение имеет место пламенное горение, тогда как возгорание и самовозгорания означают начало любого горения, в том числе и такого, что не сопровождается появлением пламени (например тления).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >