BRÆNDBARHED: FLAMMEPUNKT OG EGENSKABER - KEMI - 2025

Den brændbarhed er graden af reaktiviteten af en forbindelse at reagere kraftigt exoterm måde med oxygen eller andre oxiderende middel (iltningsmiddel). Det gælder ikke kun kemiske stoffer, men også for en lang række materialer, der er klassificeret efter bygningskoder baseret på det.

Derfor er brændbarhed ekstremt vigtig for at fastlægge, hvor let stoffet brænder. Herfra frigøres brandfarlige stoffer eller forbindelser, brændstoffer og ikke-brændstoffer.

Kilde: Pxhere

Materialets brændbarhed afhænger ikke kun af dets kemiske egenskaber (molekylstruktur eller bindingernes stabilitet) men også af dets overfladevolumenforhold; det vil sige, jo større overfladeareal for en genstand (f.eks. støvstøv), jo større er dens tendens til at brænde.

Visuelt kan dets glødende og flammende effekter være imponerende. Flammerne med deres nuancer af gult og rødt (blå og andre farver) er tegn på en latent transformation; Selvom det tidligere blev antaget, at atomer af materie blev ødelagt i processen.

Undersøgelserne af brand såvel som forbrændbarheden involverer en tæt teori om molekylær dynamik. Derudover deltager begrebet autokatalyse, fordi flammens varme "fodrer" reaktionen, så den ikke stopper, før alt brændstof har reageret.

Af den grund giver måske ild undertiden indtryk af at være i live. I en streng rationel forstand er ild imidlertid ikke andet end energi, der manifesteres i lys og varme (selv med den enorme molekylære kompleksitet i baggrunden).

Flash eller antændelsespunkt

Kendt på engelsk som Flash Point, er det den mindste temperatur, ved hvilken et stof antændes for at starte forbrænding.

Hele ildprocessen begynder med en lille gnist, der giver den nødvendige varme til at overvinde energibarrieren, der forhindrer reaktionen i at blive spontan. Ellers ville den minimale kontakt med ilt med et materiale få det til at brænde selv under frysetemperaturer.

Flammepunktet er parameteren til at definere, hvor brændbart et stof eller materiale kan eller ikke kan være. Derfor har et stærkt brændbart eller brandfarligt stof et lavt flammepunkt; det vil sige, det kræver temperaturer mellem 38 og 93 ºC for at brænde og løsne ild.

Forskellen mellem et brandfarligt og brændbart stof reguleres af folkeretten. Dette er tilfældet, temperaturovervejelserne kan variere i værdi. Ordene 'brændbarhed' og 'antændelighed' kan også udskiftes; men de er ikke 'brandfarlige' eller 'brændbare'.

Et brandfarligt stof har et lavere flammepunkt sammenlignet med det for et brændbart stof. Af denne grund er antændelige stoffer potentielt farligere end brændstof, og brugen af ​​dem er nøje overvåget.

Forskelle mellem forbrænding og oxidation

Både processer eller kemiske reaktioner består af en overførsel af elektroner, hvor ilt måske eller måske ikke deltager. Oxygen er et kraftigt oxidationsmiddel, hvis elektronegativitet gør dens O = O-dobbeltbinding reaktiv, som efter at have accepteret elektroner og dannelse af nye bindinger frigiver energi.

Således i en oxidationsreaktion, O ₂ gevinster elektroner fra enhver tilstrækkeligt reducerende stof (elektrondonor). F.eks. Ender rust med mange metaller i kontakt med luft og fugt. Sølv mørkere, jern reddens og kobber kan endda gøre en patina farve.

De afgiver dog ikke flammer, når de gør det. I så fald ville alle metaller have en farlig brændbarhed, og bygninger brændes i solvarmen. Det er her forskellen mellem forbrænding og oxidation ligger: mængden af ​​frigivet energi.

Ved forbrænding sker der en oxidation, hvor den frigivne varme er selvbærende, lys og varm. Ligeledes er forbrænding en meget mere accelereret proces, da enhver energibarriere mellem materialet og ilt (eller ethvert oxiderende stof, såsom permanganater) overvindes.

Andre gasser, såsom Cl ₂ og F ₂ kan initiere kraftigt exoterme forbrændingsreaktioner. Og blandt de oxiderende væsker eller faste stoffer er hydrogenperoxid, H ₂ O ₂, og ammoniumnitrat, NH ₄ NO ₃.

Karakteristika ved et brændstof

Som netop forklaret skal det ikke have et for lavt flammepunkt og skal være i stand til at reagere med ilt eller oxidator. Mange stoffer kommer ind i denne type materiale, især grøntsager, plast, træ, metaller, fedt, kulbrinter osv.

Nogle er faste, andre flydende eller fizzy. Gasser er generelt så reaktive, at de ifølge definitionen betragtes som brandfarlige stoffer.

-Gas

Gasser er dem, der brænder meget lettere, såsom hydrogen og acetylen, C ₂ H ₄. Dette skyldes, at gassen blandes meget hurtigere med iltet, der er lig med et større kontaktområde. Du kan nemt forestille dig et hav af gasformige molekyler, der kolliderer med hinanden lige på tidspunktet for antændelse eller antændelse.

Reaktionen med gasformigt brændstof er så hurtig og effektiv, at der genereres eksplosioner. Af denne grund udgør gaslækager en højrisikosituation.

Dog er ikke alle gasser brandfarlige eller brændbare. For eksempel reagerer ædelgasser, såsom argon, ikke med ilt.

Den samme situation opstår med nitrogen på grund af dens stærke tredobbeltbinding N≡N; dog kan det sprænge under ekstreme tryk- og temperaturforhold, såsom dem, der findes i en elektrisk storm.

-Solid

Hvordan er brændbarheden af ​​faste stoffer? Ethvert materiale, der udsættes for høje temperaturer, kan fyres op; den hastighed, hvormed det gør det, afhænger imidlertid af forholdet mellem overflade og volumen (og andre faktorer, såsom brugen af ​​beskyttelsesfilm).

Fysisk tager et fast fast stof længere tid at brænde og spreder mindre ild, fordi dets molekyler kommer i mindre kontakt med ilt end et laminært eller pulveriseret fast stof. For eksempel brænder en papirrække meget hurtigere end en blok af træ med samme dimensioner.

Også en bunke jernpulver brænder kraftigere end et strygejern.

Organiske og metalliske forbindelser

Kemisk afhænger brændbarheden af ​​et fast stof af, hvilke atomer der udgør det, deres arrangement (amorf, krystallinsk) og molekylstrukturen. Hvis det hovedsageligt er sammensat af carbonatomer, selv med en kompleks struktur, vil følgende reaktion opstå, når du brænder:

C + O ₂ => CO ₂

Men kulhydraterne er ikke alene, men ledsages af hydrogener og andre atomer, som også reagerer med ilt. Således H ₂ O, SO ₃, NO ₂, og andre forbindelser fremstilles.

Molekylerne produceret ved forbrænding afhænger imidlertid af mængden af ​​reagerende ilt. Hvis kulstof for eksempel reagerer med et iltunderskud, er produktet:

C + 1 / 2O ₂ => CO

Bemærk, at mellem CO ₂ og CO er CO ₂ mere oxygeneret, fordi det har flere oxygenatomer. Derfor genererer ufuldstændige forbrændinger forbindelser med et lavere antal O-atomer sammenlignet med dem opnået ved fuldstændig forbrænding.

Ud over kulstof kan der være metalliske faste stoffer, der tåler endnu højere temperaturer, inden de brænder og giver anledning til deres tilsvarende oxider. I modsætning til organiske forbindelser frigiver metaller ikke gasser (medmindre de har urenheder), da deres atomer er begrænset til den metalliske struktur. De brænder, hvor de er.

Væsker

Væskernes brændbarhed afhænger af deres kemiske natur, ligesom deres oxidationsgrad. Meget oxiderede væsker, uden mange elektroner at donere, såsom vand eller tetrafluorcarbon, CF ₄, brænder ikke markant.

Men endnu vigtigere end dette kemiske kendetegn er dens damptryk. En flygtig væske har et højt damptryk, hvilket gør det antændeligt og farligt. Hvorfor? Fordi de gasformige molekyler "streber" væskeoverfladen er de første, der brænder, og repræsenterer brandets fokus.

Flygtige væsker er kendetegnet ved stærk lugt, og deres gasser optager hurtigt et stort volumen. Benzin er et klart eksempel på en meget brandfarlig væske. Og når det kommer til brændstof, er diesel og andre tungere kulbrinterblandinger blandt de mest almindelige.

Vand

Nogle væsker, såsom vand, kan ikke brænde, fordi deres gasformige molekyler ikke kan opgive deres elektroner til ilt. Faktisk bruges det instinktivt til at slukke flammer, og det er et af de mest anvendte stoffer af brandmandskab. Den intense varme fra ilden overføres til vandet, der bruger den til at skifte til gasfasen.

De er set i virkelige og fiktive scener, hvordan ilden brænder på havets overflade; dog er det rigtige brændstof olie eller enhver olie, som ikke er blandbar med vand og flyder på overfladen.

Alle brændstoffer, der har en procentdel af vand (eller fugt) i deres sammensætning, har som følge heraf et fald i deres brændbarhed.

Dette er igen fordi noget af den oprindelige varme går tabt ved at opvarme vandpartiklerne. Af denne grund brænder våde faste stoffer ikke, før deres vandindhold er fjernet.

Referencer

1. Chemicool Dictionary. (2017). Definition af brændstof. Gendannes fra: chemicool.com
2. Summers, Vincent. (5. april 2018). Er nitrogenbrændstof? Sciencing. Gendannes fra: sciencing.com
3. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (22. juni 2018). Forbrændingsdefinition (kemi). Gendannes fra: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2018). Brændbarhed og antændelighed. Gendannet fra: en.wikipedia.org
5. Marpisk webdesign. (2015, 16. juni). Hvilke typer brande er der, og hvordan er brændbarheden af ​​de materialer, der definerer denne typologi? Gendannes fra: marpicsl.com
6. Lær nødsituationer. (Sf). Teori om ild. Gendannes fra: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). Eksempler på brandfarlige stoffer. Gendannet fra: quimicas.net