نقطة وميض الاحتراق ، الاختلافات مع الأكسدة ، الخصائص

ال القابلية للإحتراق هي درجة تفاعل المركب للتفاعل بقوة طاردة للحرارة مع الأكسجين أو عامل مؤكسد آخر (عامل مؤكسد). لا ينطبق فقط على المواد الكيميائية ، ولكن أيضًا على مجموعة واسعة من المواد التي تصنفها قوانين البناء وفقًا لذلك.

لذلك ، فإن الاحتراق مهم للغاية لإثبات سهولة حرق المواد. من هنا ، والمواد القابلة للاشتعال أو المركبات والوقود وغير قابلة للاحتراق.

تعتمد قابلية احتراق المادة ليس فقط على خواصها الكيميائية (التركيب الجزيئي أو ثبات الروابط) ولكن أيضًا على علاقتها بحجم السطح ؛ أي ، طالما أن للكائن مساحة سطح أكبر (كما هو الحال مع غبار الجرانيت) ، كلما زاد ميله إلى الاحتراق.

بصريا ، يمكن أن تكون آثاره المتوهجة والمشتعلة مثيرة للإعجاب. النيران بألوانها الصفراء والحمراء (الأزرق والألوان الأخرى) ، تدل على تحول كامن ؛ على الرغم من أنه كان يعتقد سابقًا أن ذرات المادة قد دمرت في هذه العملية.

تتضمن دراسات النار ، وكذلك دراسة الاحتراق ، نظرية كثيفة للديناميات الجزيئية. بالإضافة إلى ذلك ، مفهوم تحفيز ذاتي, لأن حرارة اللهب "تغذي" التفاعل حتى لا تتوقف حتى يتفاعل كل الوقود

لهذا السبب ربما تعطي النار في بعض الأحيان انطباعًا بأنك حي. ومع ذلك ، بالمعنى المنطقي الصارم ، فإن الحريق ليس أكثر من الطاقة التي تظهر في الضوء والحرارة (حتى مع التعقيد الجزيئي الهائل للخلفية).

مؤشر

• 1 نقطة فلاش أو الاشتعال
• 2 الاختلافات بين الاحتراق والأكسدة
• 3 خصائص الوقود
  • 3.1-الغازات
  • 3.2 الصلبة
  • 3.3 سوائل
• 4 المراجع

نقطة فلاش أو الاشتعال

معروف باللغة الإنجليزية باسم نقطة فلاش, هي أدنى درجة حرارة يتم فيها اشتعال مادة لبدء الاحتراق.

تبدأ عملية الحريق بأكملها من خلال شرارة صغيرة توفر الحرارة اللازمة للتغلب على الحاجز النشط الذي يمنع التفاعل من أن يكون تلقائيًا. خلاف ذلك ، فإن الحد الأدنى من ملامسة الأكسجين بمادة ما قد يؤدي إلى حرقها حتى تحت درجات حرارة التجمد.

نقطة الوميض هي المعلمة لتحديد كمية الوقود التي قد تكون أو لا تكون مادة ما. لذلك ، مادة قابلة للاحتراق للغاية أو قابلة للاشتعال لديه نقطة وميض منخفضة ؛ وهذا يعني ، أنه يتطلب درجات حرارة بين 38 و 93 درجة مئوية لحرق وإطلاق النار.

يحكم القانون الدولي الفرق بين مادة قابلة للاشتعال وقابلة للاشتعال. وبالتالي ، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة المدروسة في القيم. أيضا ، عبارة "الاحتراق" و "القابلية للاشتعال" قابلة للتبادل ؛ لكنها ليست "قابلة للاشتعال" أو "قابلة للاحتراق".

تحتوي المادة القابلة للاشتعال على نقطة وميض أقل مقارنة بمادة قابلة للاحتراق. لهذا السبب ، فإن المواد القابلة للاشتعال تكون أكثر خطورة من الوقود ، ويتم مراقبتها بدقة.

الاختلافات بين الاحتراق والأكسدة

تتكون كلتا العمليتين أو التفاعلات الكيميائية من نقل إلكترون قد يشارك أو لا يشارك فيه الأكسجين. غاز الأكسجين هو عامل مؤكسد قوي ، والذي يجعل من نشاطه الكهربي ارتباطه المزدوج O = O تفاعلي ، والذي بعد قبول الإلكترونات وتكوين روابط جديدة يطلق الطاقة.

وهكذا ، في تفاعل الأكسدة O₂ يكتسب إلكترونات أي مادة مخفضة بما فيه الكفاية (متبرع إلكتروني). على سبيل المثال ، فإن العديد من المعادن التي تلامس الهواء والرطوبة تنتهي بالأكسدة. تغميق الفضة ، والأحمر الحديدي ، والنحاس قد تتحول حتى patinated.

ومع ذلك ، فإنها لا تنبعث من النيران عند القيام بذلك. إذا كان الأمر كذلك ، فإن جميع المعادن سيكون لها احتراق خطير وستحرق المباني مع حرارة الشمس. هنا يكمن الاختلاف بين الاحتراق والأكسدة: مقدار الطاقة المنبعثة.

في الاحتراق ، يحدث الأكسدة عندما تكون الحرارة المنبعثة مكتفية ذاتيا ومضيئة وساخنة. وبالمثل ، يعتبر الاحتراق عملية أكثر تسارعًا ، لأنه يتم التغلب على أي حاجز طاقة بين المادة والأكسجين (أو أي مادة مؤكسدة ، مثل البرمنغنات)..

غازات أخرى ، مثل Cl₂ و F₂ يمكن أن تبدأ بقوة ردود فعل الاحتراق الطارد للحرارة. وبين السوائل المؤكسدة أو المواد الصلبة هي المياه المؤكسجة ، ح₂O₂, ونترات الأمونيوم ، NH₄NO₃.

خصائص الوقود

كما هو موضح للتو ، يجب ألا يكون هناك نقطة وميض منخفضة للغاية ، ويجب أن تكون قادرة على التفاعل مع الأكسجين أو المؤكسد. تدخل العديد من المواد في هذا النوع من المواد ، لا سيما الخضروات والبلاستيك والخشب والمعادن والدهون والمواد الهيدروكربونية ، إلخ..

بعضها صلب ، والبعض الآخر سائل أو غاز. الغازات ، بشكل عام ، متفاعلة لدرجة أنها تعتبر ، حسب التعريف ، مواد قابلة للاشتعال.

-الغازات

الغازات هي تلك التي تحترق بسهولة أكبر ، مثل الهيدروجين والأسيتيلين ، سي₂H₄. وذلك لأن الغاز يمزج بشكل أسرع مع الأكسجين ، والذي يساوي مساحة اتصال أكبر. يمكنك بسهولة تخيل بحر من الجزيئات الغازية تتصادم مع بعضها البعض فقط عند نقطة الاشتعال أو الالتهاب.

تفاعل الوقود الغازي سريع وفعال لدرجة أنه يتم توليد الانفجارات. لهذا السبب ، فإن تسرب الغاز يمثل حالة عالية الخطورة.

ومع ذلك ، ليست كل الغازات قابلة للاشتعال أو قابلة للاحتراق. على سبيل المثال ، لا تتفاعل الغازات النبيلة ، مثل الأرجون ، مع الأكسجين.

يحدث نفس الموقف مع النيتروجين ، بسبب الرابطة الثلاثية القوية N≡N ؛ ومع ذلك ، يمكن أن تنكسر في ظروف قاسية من الضغط ودرجة الحرارة ، مثل تلك الموجودة في عاصفة رعدية.

-صلب

كيف يتم احتراق المواد الصلبة؟ أي مادة تتعرض لدرجات حرارة عالية يمكن أن تشتعل فيها النيران ؛ ومع ذلك ، تعتمد السرعة التي يتم بها ذلك على علاقة حجم السطح (وعوامل أخرى ، مثل استخدام الأفلام الواقية).

من الناحية المادية ، تستغرق المواد الصلبة وقتًا أطول لحرقها وتنتشر قدرًا أقل من النار لأن جزيئاتها تتلامس مع الأكسجين بشكل أقل من الطبقة الصلبة أو المسحوقة. على سبيل المثال ، يحترق صف من الورق أسرع بكثير من كتلة من الخشب من نفس الأبعاد.

أيضا ، كومة من الغبار الحديد اشتعلت فيها النيران بقوة أكبر مقارنة بشفرة الحديد.

المركبات العضوية والمعدنية

كيميائيا ، تعتمد قابلية احتراق المادة الصلبة على تكوين الذرات وترتيبها (غير المتبلور ، البلوري) والتركيب الجزيئي. إذا كان مكونًا بشكل أساسي من ذرات الكربون ، حتى مع وجود بنية معقدة ، عندما تحترق ، سيحدث التفاعل التالي:

C + O₂ => CO₂

لكن الكربونات ليست وحدها ، ولكنها مصحوبة بالهيدروجين والذرات الأخرى ، والتي تتفاعل أيضًا مع الأكسجين. وبالتالي ، يتم إنتاج H₂اوه₃, NO₂, وغيرها من المركبات.

ومع ذلك ، فإن الجزيئات المنتجة في الاحتراق تعتمد على كمية الأكسجين المتفاعل. إذا كان الكربون ، على سبيل المثال ، يتفاعل مع نقص الأكسجين ، يكون المنتج:

C + 1 / 2O₂ => CO

لاحظ أن بين CO₂ و CO ، CO₂ هو أكثر أكسجين ، لأنه يحتوي على المزيد من ذرات الأكسجين. لذلك ، تؤدي الاحتراق غير المكتمل إلى توليد مركبات ذات عدد أقل من ذرات O ، مقارنة بالمركبات التي يتم الحصول عليها في الاحتراق الكامل.

بالإضافة إلى الكربون ، قد تكون هناك مواد صلبة معدنية تتحمل درجات حرارة أعلى حتى قبل حرق وتوليد أكاسيدها المقابلة. على عكس المركبات العضوية ، لا تطلق المعادن غازات (ما لم تكن بها شوائب) ، لأن ذراتها محصورة في التركيب المعدني. يحترقون أين هم.

السوائل

تعتمد قابلية احتراق السوائل على طبيعتها الكيميائية ، وكذلك درجة أكسدة هذه المواد. سوائل مؤكسدة للغاية ، بدون الكثير من الإلكترونات للتبرع بها ، مثل الماء أو رباعي فلورو كربون ، CF₄, أنها لا تحترق بشكل كبير.

لكن الأهم من هذه الخاصية الكيميائية هو ضغط البخار. يكون للسائل المتطاير ضغط بخار مرتفع ، مما يجعله قابلاً للاشتعال وخطيرًا. لماذا؟ لأن الجزيئات الغازية "تسكع" سطح السائل هي أول من حرق ، وتمثل تركيز النار.

تتميز السوائل المتطايرة بإطلاق الروائح القوية وتحتل غازاتها بسرعة كمية كبيرة. البنزين هو مثال واضح على سائل شديد الاشتعال. وفيما يتعلق بالوقود ، يعتبر زيت الديزل وغيره من مخاليط المواد الهيدروكربونية الثقيلة من بين الأنواع الأكثر شيوعًا.

الماء

بعض السوائل ، مثل الماء ، لا يمكن أن تحترق لأن جزيئاتها الغازية لا تستطيع إعطاء إلكتروناتها للأكسجين. في الواقع ، يتم استخدامه غريزي لاخماد النيران وهي واحدة من أكثر المواد التي يطبقها رجال الاطفاء. يتم نقل حرارة النار الشديدة إلى الماء ، والتي تستخدمه للتغيير إلى مرحلة الغاز.

كيف شوهدت النار على سطح البحر في مشاهد حقيقية وخيالية ؛ ومع ذلك ، فإن الوقود الحقيقي هو النفط أو أي زيت غير قابل للماء مع الماء ويطفو على السطح.

جميع أنواع الوقود التي تحتوي على نسبة من الماء (أو الرطوبة) في تكوينها ، ونتيجة لذلك انخفاض في قابلية الاحتراق.

هذا يرجع ، مرة أخرى ، إلى فقدان جزء من الحرارة الأولية عن طريق تسخين جزيئات الماء. لهذا السبب ، لا تحترق المواد الصلبة المبللة حتى يتم التخلص من محتواها المائي.

مراجع

1. قاموس كيميائي. (2017). تعريف الوقود تم الاسترجاع من: chemicool.com
2. سامرز ، فنسنت. (5 أبريل 2018). هو وقود النيتروجين؟ Sciencing. تم الاسترجاع من: sciencing.com
3. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (22 يونيو 2018). تعريف الاحتراق (الكيمياء). تم الاسترجاع من: thinkco.com
4. ويكيبيديا. (2018). الاحتراق والقابلية للاشتعال. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
5. Marpic Web Design. (16 يونيو 2015). ما هي أنواع النار الموجودة وكيف يتم احتراق المواد التي تحدد هذا التصنيف؟ تم الاسترجاع من: marpicsl.com
6. تعلم حالات الطوارئ (بدون تاريخ). نظرية النار. تم الاسترجاع من: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). أمثلة على المواد القابلة للاشتعال. تم الاسترجاع من: quimicas.net