COMBUSTIBILITATE: PUNCT DE APRINDERE ȘI CARACTERISTICI - CHIMIE - 2025

Inflamabilitatea este gradul de reactivitate a unui compus de a reacționa puternic exotermă mod cu oxigen sau un alt agent de oxidare (comburant). Nu se aplică numai substanțelor chimice, ci și unei game largi de materiale, care sunt clasificate după codurile de construcție pe baza acestuia.

Prin urmare, combustibilitatea este extrem de importantă în stabilirea ușurinței cu care arde materia. De aici, sunt eliberate substanțe sau compuși inflamabili, combustibili și necombustibili.

Sursa: Pxhere

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 subțire), cu atât este mai mare tendința sa de a arde.

Din punct de vedere vizual, efectele sale incandescente și în flăcări pot fi impresionante. Flăcările cu nuanțele lor de galben și roșu (albastru și alte culori), indică o transformare latentă; Deși se credea anterior că atomii materiei au fost distruși în acest proces.

Studiile asupra focului, precum și cea a combustibilității, implică o teorie groasă a dinamicii moleculare. În plus, conceptul de autocataliză participă, deoarece căldura flăcării „alimentează” reacția, astfel încât să nu se oprească până când tot combustibilul a reacționat.

Din acest motiv, probabil, 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 pe fundal).

Punct de aprindere sau aprindere

Cunoscută în engleză sub denumirea de Flash Point, este temperatura minimă la care o substanță se aprinde pentru a începe arderea.

Întregul proces de foc începe cu o scânteie mică, care oferă căldura necesară pentru a depăși bariera energetică care împiedică reacția să fie spontană. În caz contrar, contactul minim cu oxigenul cu un material l-ar determina să ardă chiar și sub 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 foc.

Diferența dintre o substanță inflamabilă și cea combustibilă este reglementată de dreptul internațional. Acesta fiind cazul, intervalele de temperatură luate în considerare pot varia ca valoare. De asemenea, cuvintele „combustibilitate” și „inflamabilitate” sunt interschimbabile; dar nu sunt „inflamabile” sau „combustibile”.

O substanță inflamabilă are un punct de inflamare mai mic în comparație cu cea a unei substanțe combustibile. Din acest motiv, substanțele inflamabile sunt potențial mai periculoase decât combustibilii, iar utilizarea lor este strict supravegheată.

Diferențele dintre combustie și oxidare

Ambele procese sau reacții chimice constau într-un transfer de electroni la care oxigenul poate sau nu să participe. Gazul de oxigen este un agent oxidant puternic, a cărui electronegativitate face ca legătura sa dublă O = O să fie reactivă, care, după ce a acceptat electronii și a forma noi legături, eliberează energie.

Astfel, într - o reacție de oxidare, O ₂ câștigurile electroni din orice substanță (donor de electroni) suficient de reducere. De exemplu, multe metale în contact cu aerul și umiditatea sfârșesc prin a se rugini. Argintul se întunecă, roșii de fier și cupru pot transforma chiar o culoare patină.

Cu toate acestea, acestea nu dau foc flăcărilor 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 combustie se produce o oxidare în care căldura degajată este auto-susținută, luminoasă și fierbinte. De asemenea, combustia 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 Cl ₂ și F ₂ poate iniția reacții de combustie puternic exoterme. Iar printre lichidele oxidante sau solide sunt peroxid de hidrogen, H ₂ O ₂ , și nitrat de amoniu, NH ₄ NO ₃ .

Caracteristicile unui combustibil

După cum s-a explicat, nu trebuie să aibă un punct de aprindere prea scăzut și ar trebui 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 aromate. Gazele, în general, sunt atât de reactive încât sunt considerate, conform definiției, drept substanțe inflamabile.

-Gaz

Gazele sunt cele care ard mult mai ușor, cum ar fi hidrogenul și acetilena, C ₂ H ₄ . Acest lucru se datorează faptului că gazul se amestecă mult mai rapid cu oxigenul, care este egal cu o suprafață de contact mai mare. Vă puteți imagina cu ușurință o mare de molecule gazoase care se ciocnesc între ele chiar la punctul de aprindere sau aprindere.

Reacția combustibililor gazoși este atât de rapidă și eficientă încât se generează 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 se întâmplă și cu azotul, datorită legăturii sale triple puternice N≡N; cu toate acestea, se poate rupe în condiții extreme de presiune și temperatură, cum ar fi cele găsite într-o furtună electrică.

-Solid

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 de alți factori, cum ar fi utilizarea de folii de protecție).

Fizic, un solid solid durează mai mult pentru a arde și răspândește mai puțin foc, deoarece moleculele sale vin în mai puțin contact 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.

De asemenea, o grămadă de pulbere de fier arde mai puternic decât o foaie de fier.

Compuși organici și metalici

Chimic, combustibilitatea unui solid depinde de atomii care 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, următoarea reacție va avea loc la ardere:

C + O ₂ => CO ₂

Dar carbonii nu sunt singuri, ci însoțiți de hidrogeni și alți atomi, care reacționează și cu oxigenul. Astfel, H ₂ O, SO ₃ , NO ₂ , și alți compuși sunt produși.

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 / 2O ₂ => CO

Rețineți că, între CO ₂ și CO, CO ₂ este mai oxigenat, deoarece are mai mulți atomi de oxigen. Prin urmare, combustiile incomplete generează compuși cu un număr mai mic de O atomi, comparativ cu cei obținuți în combustie completă.

În plus față de carbon, pot exista solide metalice care să reziste la temperaturi chiar mai ridicate înainte de ardere și care dau naștere la oxizii lor corespunzători. Spre deosebire de compușii organici, metalele nu eliberează gaze (decât dacă au impurități), deoarece atomii lor sunt limitați la structura metalică. Se ard unde sunt.

lichide

Combustibilitatea lichidelor depinde de natura lor chimică, la fel și de gradul lor de oxidare. Lichidele puternic oxidate, fără a dona mulți electroni, cum ar fi apa sau tetrafluorocarbonul, CF ₄ , nu ard semnificativ.

Dar, chiar mai important decât această caracteristică chimică, este presiunea vaporilor. Un lichid volatil are o presiune mare de vapori, ceea ce îl face inflamabil și periculos. De ce? Deoarece moleculele gazoase „rătăcesc” 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 puternic inflamabil. Iar când vine vorba de combustibili, motorina și alte amestecuri mai grele de hidrocarburi sunt printre cele mai frecvente.

Apă

Unele lichide, cum ar fi apa, nu se pot arde, deoarece moleculele lor gazoase nu pot renunța la electronii lor la oxigen. De fapt, este folosit instinctiv pentru a stinge flăcări și este una dintre cele mai aplicate substanțe de către pompieri. Căldura intensă de la foc este transferată în apă, care o folosește pentru a trece la faza gazoasă.

Au fost văzute în scene reale și fictive cum arde focul pe suprafața mării; cu toate acestea, combustibilul real este uleiul sau orice ulei nemiscibil cu apa și plutind la suprafață.

Toți combustibilii care au un procent de apă (sau umiditate) în compoziția lor, au drept consecință o scădere a combustibilității lor.

Aceasta din nou, deoarece o parte din căldura inițială se pierde prin încălzirea particulelor de apă. Din acest motiv, solidele umede nu se ard până când conținutul lor de apă este îndepărtat.

Referințe

1. Dicționar Chemicool. (2017). Definiția Fuel. Recuperat de la: chemicool.com
2. Summers, Vincent. (5 aprilie 2018). Este combustibil cu azot? Sciencing. Recuperat de la: știința.com
3. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (22 iunie 2018). Definirea combustiei (Chimie). Recuperat de la: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Combustibilitate și inflamabilitate. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Marpic Web Design. (2015, 16 iunie). Ce tipuri de incendii există și cum este combustibilitatea materialelor care definesc această tipologie? Recuperat de la: marpicsl.com
6. Aflați situații de urgență. (Sf). Teoria focului. Recuperat din: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). Exemple de substanțe inflamabile. Recuperat din: quimicas.net