1.6. DEGIMO PRODUKTAI

Degimo produktai – tai dujinės, skystos arba kietos medžiagos, susidarančios degimo metu. Degimo produktų sudėtis priklauso nuo degančios medžiagos sudėties ir nuo jos degimo sąlygų. Organinės ir neorganinės degiosios medžiagos medžiagos susideda, daugiausia iš anglies, deguonies, vandenilio, sieros, fosforo ir azoto. Iš jų anglis, vandenilis, siera ir fosforas gali oksiduotis degimo temperatūroje ir sudaryti degimo produktus: CO, CO 2, SO 2, P 2 O 5 .

Degimo temperatūroje azotas nesioksiduoja ir išsiskiria laisvoje būsenoje, o deguonis sunaudojamas degiųjų medžiagos elementų oksidacijai. Visi šie degimo produktai (išskyrus anglies monoksidą CO) ateityje nebegali degti. Jie susidaro visiško degimo metu, tai yra degimo metu, kai patenka pakankamai oro ir esant aukštai temperatūrai. Nevisiškai sudegus organinėms medžiagoms esant žemai temperatūrai ir trūkstant oro, susidaro įvairesni produktai - anglies monoksidas, alkoholiai, ketonai, aldehidai, rūgštys ir kiti kompleksai. cheminiai junginiai . Jie gaunami iš dalies oksiduojant tiek patį kurą, tiek jo sausojo distiliavimo (pirolizės) produktus. Šie produktai išskiria aštrius ir nuodingus dūmus. Be to, patys nepilno degimo produktai gali degti ir sudaryti sprogius mišinius su oru. Tokie sprogimai įvyksta gesinant gaisrus rūsiuose, džiovyklose ir uždarose patalpose su didelis skaičius

degi medžiaga. Trumpai panagrinėkime pagrindinių degimo produktų savybes.

Anglies dioksidas Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52. Anglies dioksido tankis esant temperatūrai T= 0 0 C ir esant normaliam slėgiui r = 760 gyvsidabrio milimetrų (mm Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52. Hg

) yra lygus 1,96 kg/m 3 (oro tankis tomis pačiomis sąlygomis ρ = 1,29 kg/m 3). Anglies dioksidas labai gerai tirpsta vandenyje (at .

Anglies dioksido toksiškumas yra nereikšmingas. Anglies dioksido koncentracija ore yra 1,5% nekenksminga žmonėms ilgą laiką. Kai anglies dvideginio koncentracija ore viršija 3-4,5 proc., pusvalandį buvimas patalpoje ir dujų įkvėpimas yra pavojingas gyvybei. Esant temperatūrai Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52.= 0 0 C ir slėgis T= 3,6 MPa anglies dioksidas patenka į skysta būsena. Skysto anglies dioksido virimo temperatūra yra Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52.= –78 0 C. Sparčiai išgaruojant skystam anglies dioksidui, dujos atšąla ir virsta kieta būsena. Tiek skystas, tiek kietas, anglies dioksido lašai ir milteliai naudojami gaisrams gesinti.

Anglies monoksidas

Anglies monoksidas arba anglies monoksidas (CO) yra nevisiško anglies degimo produktas. Šios dujos yra bekvapės ir bespalvės, todėl ypač pavojingos. Santykinis tankis = 0,97. Anglies monoksido tankis ties Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52.= 0 0 C ir T= 760 mm r yra 1,25 kg/m3. Šios dujos yra lengvesnės už orą ir gaisrų metu kaupiasi viršutinėje patalpos dalyje. Anglies monoksidas beveik netirpsta vandenyje. Gali degti ir sudaryti sprogius mišinius su oru. Degdamas anglies monoksidas sukuria mėlyną liepsną. Anglies monoksidas yra labai toksiškas. Įkvėpus oro, kuriame anglies monoksido koncentracija yra 0,4 %, žmogui mirtina.

Standartinės dujokaukės neapsaugo nuo anglies monoksido, todėl gaisrų atveju naudojami specialūs filtrai arba deguonį izoliuojantys įtaisai.

Sieros dioksidas Sieros dioksidas (SO 2 ) yra sieros ir sieros junginių degimo produktas. Bespalvės dujos, turinčios būdingą aštrų kvapą. Santykinis tankis sieros dioksidas Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52.= 0 0 C ir T= 760 mm r = 2,25. Šių dujų tankis ties Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52. yra 2,9 kg/m3, tai yra daug sunkesnis už orą. Sieros dioksidas gerai tirpsta vandenyje, pavyzdžiui, esant temperatūrai = 0 0 C aštuoniasdešimt litrų ištirpsta viename litre vandens Anglies dioksidas arba anglies dioksidas (CO 2) yra visiško anglies degimo produktas. Jis yra bekvapis ir bespalvis. Jo tankis oro atžvilgiu = 1,52. SO 2

, ir kada

= 20 0 C – keturiasdešimt litrų. Sieros dioksidas nepalaiko degimo. Jis dirgina kvėpavimo takų gleivinę, todėl yra labai toksiškas. Rūkyti CO 2, CO, N2, SO 2 ir kitos dujos. Priklausomai nuo medžiagos sudėties ir degimo sąlygų, gaunami skirtingos sudėties ir spalvos garai. Degant medienai, pavyzdžiui, susidaro pilkšvai juodi dūmai, audinys – rudi dūmai, naftos produktai – juodi dūmai, fosforas – balti dūmai, popierius, šiaudai – balkšvai gelsvi dūmai.

Knygos turinys Kitas puslapis>>

§ 1. Bendra informacija apie degimą

Degimas yra sudėtingas fizinis ir cheminis sąveikos tarp degiosios medžiagos ir oksiduojančios medžiagos procesas, lydimas šilumos išsiskyrimo ir šviesos spinduliavimo.

Dažnas oksidatorius degimo procesuose yra ore esančios deguonies dujos. Kad degimas vyktų ir vyktų, būtinas degiosios medžiagos, deguonies (oro) ir uždegimo šaltinio buvimas. Degiosios medžiagos ir deguonis yra reaguojančios medžiagos, jos sudaro degimo sistema.

Uždegimo šaltinis sukelia šioje sistemoje degimo reakcija. Tačiau kai kurios medžiagos gali sudegti ir be deguonies. Oksidatoriai degimo procese gali būti chloras, bromas ir kai kurios sudėtingos medžiagos: azoto rūgštis, bertoleto druska, natrio peroksidas.

Degiosios sistemos gali būti chemiškai vienalytės arba nevienalytės.

KAM chemiškai vienalytis Tai apima sistemas, kuriose degi medžiaga ir oras tolygiai susimaišo vienas su kitu; pavyzdžiui, degių dujų, garų ar dulkių mišiniai su oru.

Vienarūšių degių sistemų degimo greitį lemia cheminės reakcijos greitis. Tai gali būti reikšminga esant aukštai temperatūrai. Šiuo atžvilgiu tokių vienalyčių degiųjų sistemų degimas reiškia sprogimą arba detonaciją ir yra vadinamas kinetinis degimas.

KAM chemiškai nevienalytis degioms sistemoms priskiriamos tos, kuriose degi medžiaga ir oras nesusimaišo tarpusavyje ir turi sąsajų, pavyzdžiui, ore esančios kietos degiosios medžiagos ir skysčiai, į orą patenkančios degiųjų dujų ir garų srovės ir kt.

Deginant chemiškai nevienalytėms degiosioms sistemoms, deguonis ore nuolat difunduoja (prasiskverbia) per degimo produktus į degiąją medžiagą ir su ja reaguoja. Toks degimas vadinamas difuzija. Jo greitį daugiausia lemia oksidatoriaus difuzija į degią medžiagą.

Degimui reikalingo oro kiekį galima nustatyti skaičiuojant.

Degimo produktai yra dujinės, skystos ir kietos medžiagos, susidarančios degioms medžiagoms susijungus su deguonimi. Jų sudėtis priklauso nuo degiosios medžiagos sudėties ir jos degimo sąlygų. Inžinerinių įmonių gaisruose dažniausiai dega organinės medžiagos: mediena, audiniai, tirpikliai, dažai ir lakai, guma ir kt. Jas daugiausia sudaro anglis, vandenilis, deguonis ir azotas. Jiems degant susidaro degimo produktai: CO 2, CO, H 2 O, N 2, kurie aukšta temperatūra yra dujinės būsenos.

Nepilnai sudegus organinėms medžiagoms, degimo produktuose yra kietų suodžių dalelių (anglies).

Dispersinė sistema, susidedanti iš mažyčių kietųjų dalelių, suspenduotų degimo produktų mišinyje su oru, vadinama dūmai.

Visiško ir nepilno degimo produktai tam tikromis koncentracijomis kelia pavojų žmogaus gyvybei. Taigi 8-10% CO 2 koncentracija sukelia greitą sąmonės netekimą ir mirtį.

Įkvėpus orą, kuriame yra 0,4 % anglies monoksido, taip pat gali mirti. Tuo tarpu gaisrų metu patalpose su mažu dujų mainų greičiu (rūsiuose, džiovyklose, sandėliuose) anglies monoksido koncentracija dūmuose gali būti daug didesnė nei nurodyta.

Kvėpavimui kenksmingų medžiagų yra plastikų degimo produktuose. Taigi degant linoleumui gali susidaryti vandenilio sulfidas ir sieros dioksidas, deginant poliuretano putas - vandenilio cianidą ir tolueno diizocianatą, degant vinilo plastiką - vandenilio chloridas ir anglies monoksidas, degant nailonui - vandenilio cianidas.

Nepilno degimo produktai gali degti, kai jų koncentracija dūmuose tampa pakankama. Maišydami su oru jie sudaro sprogius mišinius. Į tai reikia atsižvelgti gesinant gaisrus uždarose patalpose, kuriose atsirado dūmų. Atidarius tokias patalpas, galimi sprogimai.

Degimo proceso metu šiluma išsiskiria tuo pačiu metu, kai susidaro degimo produktai. Galima apskaičiuoti išskiriamų degimo produktų ir šilumos kiekį. Daugelis žmonių žino, kad gaisro metu mirtis dažniau įvyksta dėl apsinuodijimo degimo produktais, o ne nuo terminio poveikio. Tačiau apsinuodyti galima ne tik gaisro metu, bet ir per gaisrą kasdienybė

. Kyla klausimas: kokių rūšių degimo produktai egzistuoja ir kokiomis sąlygomis jie susidaro? Pabandykime tai išsiaiškinti.

Galite be galo žiūrėti į tris dalykus: kaip teka vanduo, kaip dirba kiti žmonės ir, žinoma, kaip dega ugnis...

Degimas yra fizinis ir cheminis procesas, kurio pagrindas yra redokso reakcija. Paprastai jį lydi energijos išsiskyrimas ugnies, šilumos ir šviesos pavidalu. Šiame procese dalyvauja deginanti medžiaga arba medžiagų mišinys – reduktorius, taip pat oksidatorius. Dažniausiai šis vaidmuo priklauso deguoniui. Degimą taip pat galima vadinti degančių medžiagų oksidacijos procesu (svarbu atsiminti, kad degimas yra oksidacijos reakcijų porūšis, o ne atvirkščiai).

Degimo produktai yra viskas, kas išsiskiria degimo metu. Chemikai tokiais atvejais sako: „Viskas, kas yra dešinėje reakcijos lygties pusėje“. Tačiau ši išraiška mūsų atveju netaikoma, nes, be redokso proceso, kai kurios medžiagos taip pat tiesiog lieka nepakitusios. Tai yra, degimo produktai yra dūmai, pelenai, suodžiai ir išsiskiriančios dujos, įskaitant išmetamąsias dujas. Tačiau ypatingas produktas, be abejo, yra energija, kuri, kaip pažymėta paskutinėje pastraipoje, išsiskiria šilumos, šviesos, ugnies pavidalu.

Degimo metu išsiskiriančios medžiagos: anglies oksidai

Yra du anglies oksidai: CO2 ir CO. Pirmasis vadinamas anglies dioksidu (anglies dioksidu, anglies monoksidu (IV)), nes tai bespalvės dujos, susidedančios iš anglies, visiškai oksiduotos deguonimi. Tai reiškia, kad šiuo atveju anglis turi maksimalią oksidacijos būseną - ketvirtą (+4). Šis oksidas yra absoliučiai visų organinių medžiagų degimo produktas, jeigu joms degant yra deguonies perteklius. Be to, gyvos būtybės kvėpuodami išskiria anglies dioksidą. Savaime tai nėra pavojinga, jei jo koncentracija ore neviršija 3 proc.

Anglies (II) monoksidas (anglies monoksidas) – CO yra nuodingos dujos, kuriose anglies molekulė yra +2 oksidacijos būsenoje. Štai kodėl šis junginys gali „perdegti“, tai yra, tęsti reakciją su deguonimi: CO + O 2 = CO 2. Pagrindinė pavojinga šio oksido savybė yra neįtikėtinai didelis jo gebėjimas, palyginti su deguonimi, prisijungti prie raudonųjų kraujo kūnelių. Eritrocitai yra raudonieji kraujo kūneliai, kurių užduotis yra pernešti deguonį iš plaučių į audinius ir atvirkščiai, anglies dioksidą į plaučius. Todėl pagrindinis oksido pavojus yra tai, kad jis trukdo deguoniui patekti į įvairius žmogaus kūno organus ir taip sukelia deguonies badą. Būtent CO dažniausiai sukelia apsinuodijimą degimo produktais gaisro metu.

Abu anglies oksidai yra bespalviai ir bekvapiai.

Vanduo

Degimo metu išsiskiria ir gerai žinomas vanduo – H 2 O. Degimo temperatūroje produktai išleidžiami į vandenį kaip garai. Vanduo yra metano dujų – CH 4 – degimo produktas. Apskritai vanduo ir anglies dioksidas (vėlgi viskas priklauso nuo deguonies kiekio) daugiausia išsiskiria visiškai sudegus visoms organinėms medžiagoms.

Sieros dioksidas, vandenilio sulfidas

Sieros dioksidas taip pat yra oksidas, tačiau šį kartą siera yra SO2. Jis turi daugybę pavadinimų: sieros dioksidas, sieros dioksidas, sieros dioksidas, sieros oksidas (IV). Šis degimo produktas yra bespalvės dujos, turinčios aštrų uždegto degtuko kvapą (išsiskiria užsiliepsnojus). Anhidridas išsiskiria degant sierai, sieros turinčiai organinei ir neorganinei organiniai junginiai pavyzdžiui, vandenilio sulfidas (H 2 S).

Patekęs į žmogaus akių, nosies ar burnos gleivinę, dioksidas lengvai reaguoja su vandeniu, sudarydamas sieros rūgštį, kuri lengvai suyra atgal, tačiau tuo pačiu sugeba sudirginti receptorius ir išprovokuoti uždegiminius procesus. kvėpavimo takai: H 2 O + SO 2 ⇆H 2 SO 3. Tai lemia sieros degimo produkto toksiškumą. Sieros dioksidas, kaip ir anglies dioksidas, gali degti ir oksiduotis iki SO 3. Bet tai atsitinka esant labai aukštai temperatūrai. Ši savybė naudojama gamykloje gaminant sieros rūgštį, nes SO 3 reaguoja su vandeniu ir susidaro H 2 SO 4.

Tačiau vandenilio sulfidas išsiskiria terminio kai kurių junginių skilimo metu. Šios dujos taip pat yra nuodingos ir turi būdingą supuvusių kiaušinių kvapą.

Vandenilio cianidas

Tada Himmleris suspaudė žandikaulį, įkando per kalio cianido ampulę ir po kelių sekundžių mirė.

Kalio cianidas yra galingas nuodas – druska, dar žinoma kaip vandenilio cianidas – HCN. Tai bespalvis skystis, bet labai lakus (lengvai virsta dujinė būsena). Tai yra, degimo metu jis taip pat bus išleistas į atmosferą dujų pavidalu. Ciano rūgštis yra labai nuodinga, net nedidelė – 0,01 procento – koncentracija ore yra mirtina. Išskirtinis bruožas rūgštis yra būdingas karčiųjų migdolų kvapas. Skanu, ar ne?

Tačiau vandenilio cianido rūgštis turi vieną „žievelę“ - ja galima apsinuodyti ne tik įkvėpus tiesiai per kvėpavimo sistemą, bet ir per odą. Taigi jūs negalėsite apsisaugoti vien tik dujokauke.

Akroleinas

Propenalis, akroleinas, akrilo rūgštis yra vienos medžiagos, nesočiojo akrilo rūgšties aldehido, pavadinimai: CH2 = CH-CHO. Šis aldehidas taip pat yra labai lakus skystis. Akroleinas yra bespalvis, aštraus kvapo ir labai nuodingas. Skysčio ar jo garų patekimas į gleivinę, ypač akis, sukelia stiprų dirginimą. Propenalis yra labai reaktyvus junginys, kuris paaiškina jo didelį toksiškumą.

Formaldehidas

Kaip ir akroleinas, formaldehidas priklauso aldehidų klasei ir yra skruzdžių rūgšties aldehidas. Šis junginys taip pat žinomas kaip metanalis. bespalvės aštraus kvapo dujos.

Dažniausiai degant azoto turinčioms medžiagoms išsiskiria grynas azotas – N2. Šių dujų atmosferoje jau yra dideli kiekiai. Azotas gali būti aminų degimo produkto pavyzdys. Tačiau terminio skilimo metu, pavyzdžiui, amonio druskoms, o kai kuriais atvejais ir pačiam degimui, jo oksidai taip pat patenka į atmosferą, o azoto oksidacijos laipsnis juose plius vienas, du, trys, keturi, penki. Oksidai yra dujos, kurios yra rudos spalvos ir labai toksiškos.

Pelenai, pelenai, suodžiai, suodžiai, anglis

Suodžiai, arba suodžiai, yra nesureagavusios anglies liekanos įvairių priežasčių. Suodžiai taip pat vadinami amfoterine anglimi.

Pelenai, arba pelenai, yra mažos neorganinių druskų dalelės, kurios nesudegė ir nesuyra degimo temperatūroje. Kai kuras sudega, šie mikrojunginiai sustingsta arba kaupiasi apačioje.

O anglis – tai nepilno medienos degimo produktas, tai yra nesudegusios, bet dar galinčios degti jos liekanos.

Žinoma, tai ne visi junginiai, kurie išsiskirs degant tam tikroms medžiagoms. Išvardinti visas yra nerealu, o ir nebūtina, nes kitos medžiagos išsiskiria nežymiai, ir tik oksiduojant tam tikrus junginius.

Kiti mišiniai: dūmai

Žvaigždės, miškas, gitara... Kas gali būti romantiškiau? Tačiau trūksta vieno iš svarbiausių atributų – ugnies ir dūmų gabalo virš jos. Kas yra dūmai?

Dūmai yra tam tikras mišinys, susidedantis iš dujų ir juose suspenduotų dalelių. Dujos yra vandens garai, anglies dioksidas, anglies dioksidas ir kt. O kietosios dalelės yra pelenai ir tiesiog nesudegusios liekanos.

Išmetamosios dujos

Dauguma modernių automobilių Jis veikia vidaus degimo varikliu, tai yra, energija, susidaranti deginant kurą, naudojama judėjimui. Dažniausiai tai yra benzinas ir kiti naftos produktai. Tačiau deginant į atmosferą išleidžiamas didelis kiekis atliekų. Tai išmetamosios dujos. Jie išmetami į atmosferą dūmų pavidalu iš automobilių išmetimo vamzdžių.

Didžiąją jų tūrio dalį užima azotas, taip pat vanduo ir anglies dioksidas. Tačiau išsiskiria ir toksiški junginiai: anglies monoksidas, azoto oksidai, nesudegę angliavandeniliai, taip pat suodžiai ir benzopirenas. Paskutiniai du yra kancerogenai, o tai reiškia, kad jie padidina vėžio išsivystymo riziką.

Medžiagų ir mišinių visiško oksidacijos (šiuo atveju degimo) produktų savybės: popierius, sausa žolė

Degdamas popierius taip pat išskiria daugiausia anglies dvideginio ir vandens, o kai trūksta deguonies – anglies monoksido. Be to, popieriuje yra klijų, kurie gali būti atpalaiduojami ir koncentruojami, ir dervų.

Tokia pati situacija būna deginant šieną, tik be klijų ir dervos. Abiem atvejais dūmai yra balti su geltonu atspalviu, specifinio kvapo.

Mediena - malkos, lentos

Medieną sudaro organinės medžiagos (įskaitant sieros ir azoto turinčias medžiagas) ir nedidelis kiekis mineralinių druskų. Todėl visiškai sudegus išsiskiria anglies dioksidas, vanduo, azotas ir sieros dioksidas; susidaro pilki ir kartais juodi dervos kvapo dūmai ir pelenai.

Sieros ir azoto turinčios medžiagos

Jau kalbėjome apie šių medžiagų toksiškumą ir degimo produktus. Taip pat verta paminėti, kad degant sierai išsiskiria pilkšvai pilkos spalvos dūmai ir aštrus sieros dioksido kvapas (nes išskiriamas sieros dioksidas); o deginant azotines ir kitas azoto turinčias medžiagas būna gelsvai rudos spalvos, erzinančio kvapo (bet ne visada atsiranda dūmų).

Metalai

Degant metalams susidaro šių metalų oksidai, peroksidai arba superoksidai. Be to, jei metale buvo organinių ar neorganinių priemaišų, susidaro šių priemaišų degimo produktai.

Tačiau magnis turi degimo ypatumą, nes dega ne tik deguonimi, kaip ir kiti metalai, bet ir anglies dioksidu, sudarydamas anglies ir magnio oksidą: 2 Mg+CO 2 = C+2MgO. Dūmai yra balti ir bekvapiai.

Fosforas

Degdamas fosforas išskiria baltus dūmus, kurie kvepia česnaku. Tokiu atveju susidaro fosforo oksidas.

Guma

Ir, žinoma, padangos. Degančios gumos dūmai yra juodi dėl didelio suodžių kiekio. Be to, išsiskiria organinių medžiagų ir sieros oksido degimo produktai, dėl kurių dūmai įgauna sieros kvapą. Taip pat išsiskiria sunkieji metalai, furanas ir kiti toksiški junginiai.

Toksiškų medžiagų klasifikacija

Kaip jau tikriausiai pastebėjote, dauguma degimo produktų yra toksiškos medžiagos. Todėl, kalbant apie jų klasifikaciją, būtų teisinga išanalizuoti toksinių medžiagų klasifikaciją.

Visų pirma, visos toksinės medžiagos – toliau vadinamos cheminėmis medžiagomis – skirstomos į mirtinas, laikinai neveiksnias ir dirginančias. Pirmieji skirstomi į žalojančius agentus nervų sistema(V-X), dusinantis (anglies monoksidas), pūslelės (garstyčių dujos) ir paprastai nuodingas (vandenilio cianidas). Priemonių, kurios laikinai išjungia agentus, pavyzdžiai yra „Bi-Zet“, o dirgiklių pavyzdžiai – adamsitas.

Apimtis

Dabar pakalbėkime apie tuos dalykus, kurių nereikėtų pamiršti kalbant apie degimo metu išsiskiriančius produktus.

Degimo produktų tūris yra svarbus ir labai naudingos informacijos, kuris, pavyzdžiui, padės nustatyti konkrečios medžiagos degimo pavojaus lygį. Tai yra, žinodami produktų tūrį, galite nustatyti kenksmingų junginių, kurie yra išskiriamų dujų dalis, kiekį (kaip prisimenate, dauguma produktų yra dujos).

Norėdami apskaičiuoti reikiamą tūrį, pirmiausia turite žinoti, ar nebuvo oksiduojančios medžiagos pertekliaus ar trūkumo. Jei, pavyzdžiui, deguonies buvo perteklius, visas darbas tenka visų reakcijų lygčių sudarymui. Reikėtų atsiminti, kad degaluose daugeliu atvejų yra priemaišų. Vėliau pagal masės tvermės dėsnį apskaičiuojamas visų degimo produktų medžiagos kiekis ir, atsižvelgiant į temperatūrą bei slėgį, pagal Mendelejevo-Klapeirono formulę randamas pats tūris. Žinoma, žmogui, kuris nieko neišmano apie chemiją, visa tai, kas išdėstyta pirmiau, atrodo baisu, tačiau iš tikrųjų nėra nieko sudėtingo, tereikia tai išsiaiškinti. Išsamiau apie tai kalbėti nereikia, nes straipsnis ne apie tai. Trūkstant deguonies, skaičiavimo sudėtingumas didėja - keičiasi reakcijos lygtys ir patys degimo produktai. Be to, dabar naudojamos labiau sutrumpintos formulės, tačiau pirmiausia geriau suskaičiuoti pateiktu būdu (jei reikia), kad suprastumėte skaičiavimų prasmę.

Apsinuodijimas

Kai kurios medžiagos, išsiskiriančios į atmosferą kuro oksidacijos metu, yra toksiškos. Apsinuodijimas degimo produktais – gana reali grėsmė ne tik gaisre, bet ir automobilyje. Be to, kai kurių iš jų įkvėpimas ar kitos poveikio priemonės nesukelia neigiamo rezultato iš karto, o po kurio laiko apie tai primins. Pavyzdžiui, taip elgiasi kancerogenai.

Natūralu, kad kiekvienas turi žinoti taisykles, kad išvengtų neigiamų pasekmių. Visų pirma, tai yra priešgaisrinės saugos taisyklės, tai yra, apie ką kiekvienam vaikui pasakojama nuo ankstyvos vaikystės. Tačiau dėl tam tikrų priežasčių dažnai nutinka taip, kad tiek suaugusieji, tiek vaikai juos tiesiog pamiršta.

Pirmosios pagalbos apsinuodijimo atveju taisyklės taip pat greičiausiai yra žinomos daugeliui. Bet tik tuo atveju: svarbiausia apsinuodijusįjį išnešti į gryną orą, tai yra izoliuoti nuo tolesnių toksinų patekimo į jo organizmą. Tačiau taip pat reikia atsiminti, kad yra būdų, kaip apsaugoti kvėpavimo organus ir kūno paviršius nuo degimo produktų. Tai ugniagesių apsauginiai kostiumai, dujokaukės, deguonies kaukės.

Apsauga nuo toksiškų degimo produktų yra labai svarbi.

Naudoti asmeniniais tikslais

Akimirka, kai žmonės išmoko panaudoti ugnį savo tikslams, neabejotinai buvo lūžis visos žmonijos raidoje. Pavyzdžiui, vieną iš svarbiausių jos produktų – šilumą ir šviesą – žmonės naudojo (ir tebenaudoja) maisto ruošimui, apšvietimui ir šildymui šaltuoju metu. Anglis senovėje buvo naudojama kaip piešimo priemonė, o dabar, pavyzdžiui, kaip vaistas (aktyvinta anglis). Taip pat buvo pastebėta, kad sieros oksidas naudojamas ruošiant rūgštį, o fosforo oksidas taip pat naudojamas taip pat.

Išvada

Verta paminėti, kad viskas, kas čia pasakyta, yra tik bendra informacija, pristatytas norint susipažinti su klausimais apie degimo produktus.

Norėčiau pasakyti, kad saugos taisyklių laikymasis ir protingas tiek paties degimo proceso, tiek jo produktų tvarkymas leis juos panaudoti naudingai.

Degimo produktai yra dujinės, skystos ir kietos medžiagos, susidarančios degimo metu susijungus su deguonimi. Jų sudėtis priklauso nuo degančios medžiagos sudėties ir jos degimo sąlygų. Gaisro sąlygomis dažniausiai dega organinės medžiagos (mediena, audiniai, benzinas, žibalas, guma ir kt.), kurias daugiausia sudaro anglis, vandenilis, deguonis ir azotas. Jiems degant pakankamame oro kiekyje ir aukštoje temperatūroje susidaro visiško degimo produktai: CO 2, H 2 O, N 2. Degant nepakankamu oro kiekiu arba žemoje temperatūroje, be visiško degimo produktų, susidaro nepilno degimo produktai: CO, C (suodžiai).

Degimo produktai vadinami šlapias , jei apskaičiuojant jų sudėtį atsižvelgiama į vandens garų kiekį, ir sausas , jei vandens garų kiekis neįtrauktas į skaičiavimo formules.

Rečiau nudegs gaisro metu neorganinių medžiagų, pvz., siera, fosforas, natris, kalis, kalcis, aliuminis, titanas, magnis ir kt. Jų degimo produktai dažniausiai yra kietos medžiagos, pvz., P 2 O 5, Na 2 O 2, CaO, MgO. Jie susidaro išsklaidytos būsenos, todėl pakyla į orą tankių dūmų pavidalu. Aliuminio, titano ir kitų metalų degimo produktai degimo proceso metu yra išsilydę.

Dūmai yra išsklaidyta sistema, susidedanti iš mažų kietųjų dalelių, suspenduotų degimo produktų mišinyje su oru. Dūmų dalelių skersmuo svyruoja nuo 1 iki 0,01 mikrono. Degimo metu susidarančių dūmų tūris masės vienetui (kg)

arba degiosios medžiagos tūris (m 3) teoriškai reikalingame oro tūryje (L=1) pateiktas lentelėje. 1.2.

1.2 lentelė

Dūmų tūris deginant degias medžiagas

Vardas degi medžiaga	Dūmų tūris, m 3 /kg	Vardas degios dujos	Dūmų tūris, m3/m3
		Acetilenas
Mediena (pušis) ( W = 20 %)
		Gamtinės dujos

Dūmuose, susidarančiose gaisruose degant organinėms medžiagoms, be visiško ir nepilno degimo produktų, yra degiųjų medžiagų terminio oksidacinio skilimo produktų. Jie susidaro kaitinant degias medžiagas, kurios dar nedega ir yra deguonies turinčioje oro ar dūmų aplinkoje. Paprastai tai įvyksta prieš liepsną arba viršutinėse patalpų dalyse, kuriose yra įkaitusių degimo produktų.

Terminio oksidacinio skilimo produktų sudėtis priklauso nuo degių medžiagų pobūdžio, temperatūros ir sąlyčio su oksidatoriumi sąlygų. Taigi tyrimai rodo, kad termiškai oksidaciniu būdu skaidant degiąsias medžiagas, kurių molekulėse yra hidroksilo grupių, visada susidaro vanduo. Jei degiose medžiagose yra anglies, vandenilio ir deguonies, terminio oksidacinio skilimo produktai dažniausiai yra angliavandeniliai, alkoholiai, aldehidai, ketonai ir organinės rūgštys. Jei degiųjų medžiagų sudėtyje, be išvardytų elementų, yra chloro arba azoto, tai dūmuose taip pat yra vandenilio chlorido ir cianido, azoto oksidų ir kitų junginių. Taigi dūmuose deginant nailoną yra vandenilio cianido, degant Relin linoleumas - vandenilio sulfidas, sieros dioksidas, degant organiniam stiklui - azoto oksidai. Nepilno degimo ir terminio oksidacinio skilimo produktai dažniausiai yra toksiškos medžiagos, todėl gaisrai patalpose gesinami tik deguonį izoliuojančiose dujokaukėse.

Visiško degimo produktų su teoriškai reikalingu oro kiekiu apskaičiavimo formulės tipas priklauso nuo degiosios medžiagos sudėties.

Degi medžiaga yra atskiras cheminis junginys.Šiuo atveju skaičiavimas atliekamas remiantis degimo reakcijos lygtimi. Drėgno degimo produktų tūris, tenkantis degiosios medžiagos masės vienetui (kg). normaliomis sąlygomis apskaičiuojamas pagal formulę

kur drėgnų degimo produktų tūris, m 3 /kg; , , , anglies dioksido, vandens garų, azoto ir degiųjų medžiagų kilomolių skaičius degimo reakcijos lygtyje; M– degios medžiagos masė, skaičiai lygi molekulinė masė, kg.

1.2 pavyzdys. Nustatykite 1 kg acetono sausų degimo produktų tūrį normaliomis sąlygomis. Sudarome acetono degimo reakcijos ore lygtį

Acetono sausų degimo produktų tūrio nustatymas

1 m 3 degiosios medžiagos (dujų) šlapių degimo produktų tūrį galima apskaičiuoti pagal formulę

, (1.10)

kur yra 1 m 3 degiųjų dujų drėgnų degimo produktų tūris, m 3 / m 3; , , , — anglies dioksido, vandens garų, azoto ir degiosios medžiagos (dujų) molių skaičius.

Degi medžiaga yra sudėtingas cheminių junginių mišinys. Jei žinoma sudėtingos degiosios medžiagos elementinė sudėtis, tai 1 kg medžiagos degimo produktų sudėtį ir kiekį galima nustatyti pagal atskirų elementų degimo reakcijos lygtį. Tam sudaromos anglies, vandenilio, sieros degimo reakcijos lygtys ir nustatomas degimo produktų tūris 1 kg degiosios medžiagos. Degimo reakcijos lygtis turi formą

C + O 2 + 3,76 N 2 = CO 2 + 3,76 N 2.

Sudeginus 1 kg anglies, gaunama 22,4/12 = 1,86 m 3 CO 2 ir 22,4 × 3,76/12 = 7,0 m 3 N 2.

Tuo pačiu būdu nustatomas 1 kg sieros ir vandenilio degimo produktų tūris (m3). Gauti duomenys rodomi žemiau:

Anglies………..
Vandenilis………..
Sera……………

Kai dega anglis, vandenilis ir siera, iš oro patenka deguonis. Tačiau degioje medžiagoje gali būti deguonies, kuris taip pat dalyvauja degimo procese. Šiuo atveju medžiagai sudeginti sunaudojama atitinkamai mažiau oro.

Degioje medžiagoje gali būti azoto ir drėgmės, kurios degimo proceso metu tampa degimo produktais. Norint juos įvertinti, reikia žinoti 1 kg azoto ir vandens garų tūrį normaliomis sąlygomis.

1 kg azoto tūris yra 0,8 m3, o vandens garų tūris - 1,24 m3. 0 0 C ir 101 325 Pa slėgio ore 1 kg deguonies yra 3,76 × 22,4/32 = 2,63 m 3 azoto.

Remiantis pateiktais duomenimis, nustatoma 1 kg degiosios medžiagos degimo produktų sudėtis ir tūris.

1.3 pavyzdys. Nustatykite 1 kg anglies šlapio degimo produktų tūrį ir sudėtį, sudarytą iš 75,8% C, 3,8% H, 2,8% O, 1,1%N, 2,5 % S, W = 3,8 %, A=11,0 %.

Degimo produktų tūris bus toks, m 3 (1.3 lentelė).

Anglies degimo produktų tūris

Degimo produktų sudėtis
Anglies	1,86 × 0,758 = 1,4

Vandenilis		11,2 × 0,038 = 0,425
Siera
Azotas degioje medžiagoje
Drėgmė degioje medžiagoje		1,24 × 0,03 = 0,037
Suma

Lentelės tęsinys. 1.3

Degimo produktų sudėtis	N 2
Anglies	7 × 0,758 = 5,306
Vandenilis	21 × 0,038 = 0,798
Siera	2,63 × 0,025 = 0,658	0,7 × 0,025 = 0,017
Azotas degioje medžiagoje	0,8 × 0,011 = 0,0088
Drėgmė degioje medžiagoje
Suma	6,7708 - 0,0736 = 6,6972

Iš bendro azoto tūrio azoto tūris, priskiriamas deguoniui anglių sudėtyje, atimamas 0,028× 2,63 = 0,0736 m3. Lentelės santrauka 1.3 nurodo anglies degimo produktų sudėtį. 1 kg anglies šlapio degimo produktų tūris lygus

=1,4 + 0,462 + 6,6972 + 0,017 = 8,576 m 3 /kg.

Degi medžiaga yra dujų mišinys. Dujų mišinio degimo produktų kiekis ir sudėtis nustatoma pagal mišinį sudarančių komponentų degimo reakcijos lygtį. Pavyzdžiui, metano degimas vyksta pagal šią lygtį:

CH 4 + 2O 2 + 2 × 3,76N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 7,52 N 2.

Pagal šią lygtį, deginant 1 m 3 metano susidaro 1 m 3 anglies dioksido, 2 m 3 vandens garų ir 7,52 m 3 azoto. 1 m3 įvairių dujų degimo produktų tūris (m3) nustatomas panašiai:

Vandenilis ………………….
Anglies monoksidas……….
Vandenilio sulfidas………….
Metanas……………………
Acetilenas………………
Etilenas……………………

Remiantis pateiktais skaičiais, nustatoma dujų mišinio degimo produktų sudėtis ir kiekis.

Iš įvairių patalpų gaisrų paimtų degimo produktų analizė rodo, kad juose visada yra nemažai deguonies. Jei gaisras įvyksta patalpoje su uždarytomis langų ir durų angomis, tai gaisras esant kurui gali tęstis tol, kol deguonies kiekis oro mišinyje su degimo produktais patalpoje sumažės iki 14 - 16 % (tūrio). Vadinasi, gaisrų metu uždarose patalpose deguonies kiekis degimo produktuose gali svyruoti nuo 21 iki 14 % (tūrio). Degimo produktų sudėtis gaisrų metu patalpose su atviromis angomis (rūsyje, palėpėje) rodo, kad deguonies kiekis jose gali būti mažesnis nei 14 % (tūrio):

Rūsiuose………
Palėpėse……

1.4 pavyzdys. Nustatykite oro pertekliaus koeficientą gaisro patalpoje metu, jei analizei paimtuose dūmuose buvo 19 % (tūrio) O 2. Oro pertekliaus koeficientą randame pagal (1.8) formulę.

.

Išstudijavę degimo produktų klausimą, išspręskite savo problemą.

1.3 problema. Nustatykite 1 m 3 aukštakrosnės dujų, susidedančių iš 10,5 % CO 2, 28 % CO, 0,3 % CH 4, 2,7 % H 2 ir 58,5 % N 2, šlapio degimo produktų tūrį.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Atsakymas: V n.c= 1,604 m3/m3.

3 eksperimentas. Anglies ir vandenilio aptikimas organiniuose junginiuose (vaizdo įrašas)

4 eksperimentas. Halogeno aptikimas organinėse medžiagose (F.F. Beilstein testas)

Eksperimento eiga

Parafinas drožlių pavidalu (iki 0,3 g) ir 1-2 g vario (II) oksido dedamas į sausą mėgintuvėlį su dujų išleidimo vamzdeliu. Mėgintuvėlio turinys kruopščiai sumaišomas ir padengiamas vario (II) oksido sluoksniu (1 g). Į viršutinę mėgintuvėlio dalį dedamas vatos gumulas, ant kurio šiek tiek užpilama. naudotas vario (II) sulfatas. Mėgintuvėlis uždaromas kamščiu su dujų išleidimo vamzdeliu ir tvirtinamas stove, šiek tiek pakreipęs mėgintuvėlio link. Laisvasis dujų išleidimo vamzdelio galas nuleidžiamas į mėgintuvėlį su kalkiniu vandeniu taip, kad vamzdelis beveik liestų skysčio paviršių (vėliau galėsite nuleisti tiesiai į skystį).

Pirmiausia kaitinamas visas mėgintuvėlis, tada stipriai kaitinama dalis, kurioje yra reakcijos mišinys, o alkoholio lempa palaipsniui judama link skylės, kad išstumtų dujas.

Skysčių lašelių atsiradimas stebimas ant mėgintuvėlio sienelių, nutolusių nuo reakcijos mišinio, o vario (II) sulfate susidaro mėlynos sritys. Dėl išsiskiriančių dujų kalkių vanduo tampa drumstas. Savo pastebėjimus ir atsakymus į klausimus po eksperimento užsirašykite į darbaknygę.

Klausimai ir užduotys:

1. Kas lemia mėlyną vario (II) sulfato gabalėlių spalvą?
2. Dėl ko kalkių vanduo tampa drumstas ir stovint susidaro nuosėdos?
3. Apibūdinkite vykstančius pokyčius naudodami reakcijų lygtis.

4 eksperimentas. Halogeno aptikimas organinėse medžiagose

4 eksperimentas. Halogeno aptikimas organinėse medžiagose (F.F. Beilsteino pavyzdys, 1872 m.)

Pavyzdys F.F. Beilsteinas naudojamas organinė chemijaįrodyti halogeno molekulės buvimą kompozicijoje. Kai medžiaga dega ant varinės vielos, spiritinės lempos liepsna tampa žalia, nes susidaro vario halogenidai (išskyrus fluoridus), kurie lakūs aukštoje temperatūroje.

Įranga ir reagentai: alkoholio lempa, degtukai; organinė medžiaga, turinti halogeno (anglies tetrachlorido, polivinilchlorido gabalėlių), viename gale į spiralę susuktą varinę vielą, kitame įsriegtą kamštinį kamštį (laikiklį).

Eksperimento eiga

Į spiritinės lempos liepsną įdėkite varinę vielą su kilpa gale ir įkaitinkite iki raudonos ugnies. Įsitikinkite, kad kaitinant laidą, alkoholio lempos liepsna nenusidažo.

Atvėsinę pajuodusį laidą, trumpam nuleiskite jos kilpą į tiriamą skystį ir į apatinę liepsnos dalį įneškite skystyje suvilgytą laidą, tada perkelkite į karščiausią viršutinę spiritinės lempos liepsnos dalį. Stebėkite liepsnos spalvos pasikeitimą.

Jei bandoma medžiaga yra kieta, trumpam panardinkite į ją karšto laido galą, o tada laidą su medžiaga įkelkite į alkoholio lempos liepsną. Savo pastebėjimus ir atsakymus į klausimus po eksperimento užsirašykite į darbaknygę.

Klausimai ir užduotys:

1. Kodėl viela juoduoja ore?
2. Kaip pasikeičia alkoholio lempos liepsnos spalva, kai pridedama varinė viela su brometano, chloroformo, PVC ir fluoroplasto pėdsakais?
3. Ar galima atskirti natrio chloridą nuo organinės medžiagos kurių sudėtyje yra halogeno?

Prieš pat naudojimą rekomenduojama kalcinuoti kristalinį vario (II) sulfatą. Vario (II) sulfatas supilamas į porcelianinį puodelį ir kaitinamas alkoholio lempos liepsnoje, periodiškai maišant turinį ir vengiant perkaisti. Pasikeitus spalvai kalcinavimas sustabdomas. Palyginkite sulfato spalvą prieš ir po deginimo.