燃燒,通俗的叫法叫“著火”,是可燃物與氧氣或空氣之間發(fā)生的的快速放熱和發(fā)光的氧化反應(yīng),常常伴隨著火焰的出現(xiàn)。燃燒是化學(xué)現(xiàn)象,同時(shí)也是一種物理現(xiàn)象??扇嘉锶紵?全部變成不可燃燒物的過(guò)程,我們叫做完全燃燒或者充分燃燒,而在燃燒后生成部分可燃燒物的過(guò)程,我們則稱之為不完全燃燒。
可燃物
可燃物就是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)??扇紵镔|(zhì)大多是含碳和氫的化合物,某些金屬如鎂、鋁、鈣等在某些條件下也可以燃燒,還有許多物質(zhì)如肼、臭氧等在高溫下可以通過(guò)自己的分解而放出光和熱。按物理狀態(tài)可燃物可分為氣體可燃物、液體可燃物和固體可燃物三種類別。
火焰
我們一般也把火焰叫做火苗,火焰是燃料和空氣混合后迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵a(chǎn)物的化學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的可見(jiàn)光或其他的物理表現(xiàn)形式?;鹧婵梢越o人帶來(lái)許多益處,比如人類最早的照明就是用火焰,但使用不慎卻亦可以害人至深。產(chǎn)生火焰的三個(gè)條件是有可燃物,氧化劑,溫度達(dá)到著火點(diǎn)(但部分物質(zhì)燃燒并非一定需要氧氣,如活潑的金屬鎂可以在二氧化碳和氮?dú)庵腥紵?/p>
物質(zhì)燃燒必須具備以下三個(gè)基本條件:
(1)可燃物:不論固體,液體和氣體,凡能與空氣中氧或其它氧化劑起劇烈反應(yīng)的物質(zhì),一般都是可燃物質(zhì),如木材,紙張,汽油,酒精,煤氣等。
(2)助燃物:凡能幫助和支持燃燒的物質(zhì)叫助燃物。一般指氧和氧化劑,主要是指空氣中的氧。這種氧稱為空氣氧,在空氣中約占21%。可燃物質(zhì)沒(méi)有氧參加化合是不會(huì)燃燒的。如燃燒1公斤石油就需要10-12立方米空氣。燃燒1公斤木材就需要4-5立方米空氣。當(dāng)空氣供應(yīng)不足時(shí),燃燒會(huì)逐漸減弱,直至熄滅。當(dāng)空氣的含氧量低于14-18%時(shí),就不會(huì)發(fā)生燃燒。
(3)火源:凡能引起可燃物質(zhì)燃燒的能源都叫火源,如明火,摩擦,沖擊,電火花等等。 具備以上三個(gè)條件,物質(zhì)才能燃燒。例如生火爐,只有具備了木材(可燃物),空氣(助燃物),火柴(火源)三個(gè)條件,才能使火爐點(diǎn)燃。
1、閃燃
閃燃是指易燃或可燃液體揮發(fā)出來(lái)的蒸氣與空氣混合后,遇火源發(fā)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象.發(fā)生閃燃現(xiàn)象的最低溫度點(diǎn)稱為閃點(diǎn).在消防管理分類上,把閃點(diǎn)小于28℃的液體劃為甲類液體也叫易燃液體,閃點(diǎn)大于28℃小于60℃的稱為乙類液體,閃點(diǎn)大于60℃的稱為丙類液體,乙、丙兩類液體又統(tǒng)稱可燃液體。
2、自燃
自燃物質(zhì)在緩慢氧化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量。如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散失就會(huì)越積越多,靠熱量的積聚達(dá)到一定的溫度時(shí),不經(jīng)點(diǎn)火也會(huì)引起自發(fā)的燃燒而發(fā)生的燃燒現(xiàn)象叫做自燃。
3、著火
著火指可燃物質(zhì)在空氣中受到外界火源或高溫的直接作用,開(kāi)始起火持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。這個(gè)物質(zhì)開(kāi)始起火持續(xù)燃燒的最低溫度點(diǎn)稱為燃著火點(diǎn)。
4、爆炸
爆炸指物質(zhì)在瞬間急劇氧化或分解反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱和氣體,并以巨大壓力急劇向四周擴(kuò)散和沖擊而發(fā)生巨大響聲的現(xiàn)象??扇?xì)怏w、蒸氣或粉末與空氣組成的混合物遇火源能發(fā)生爆炸的濃度稱爆炸極限,其最低濃度稱為爆炸下限,最高濃度稱為爆炸上限。低于下限的遇明火既不爆炸也不燃燒,高于上限的,雖不爆炸,但可燃燒。
一般來(lái)說(shuō),物體燃燒需要有火種。那么,像上面這個(gè)案例以及那些大面積的森林火災(zāi)在沒(méi)有火種的情況下又是怎樣發(fā)生的呢?
實(shí)際上,物體是否會(huì)燃燒,除了需要空氣(氧氣)外,還需要有一個(gè)溫度界限,稱作“燃點(diǎn)”。即達(dá)到了一定的溫度,物體在沒(méi)有火種的情況下,也會(huì)燃燒。干燥的紙張、樹(shù)木燃點(diǎn)很低,在高溫中就很容易無(wú)火自燃,上面的案例及森林火災(zāi)就是這樣產(chǎn)生的。
物體燃燒看起來(lái)和化學(xué)毫無(wú)關(guān)系,其實(shí)關(guān)系卻十分密切。燃燒是一種劇烈的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象:是物質(zhì)在高溫中與空氣(氧)發(fā)生氧化,生成另一種物質(zhì)(如二氧化碳)。在氧化反應(yīng)過(guò)程中釋放出巨大的能量——熱能,這就是我們所看到的火苗。紙張、木材、樹(shù)葉所含中碳在高溫下與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)生成一種叫做二氧化碳(符號(hào)CO2)的氣體物。
質(zhì)飄散到空氣中不見(jiàn)了。所以,汽油燃燒后就沒(méi)有了紙張、衣物、木材燃燒后只剩下少而輕的灰燼。這些灰燼是物體中所含的不能與氧發(fā)生反應(yīng)的其它雜質(zhì)。煤、汽油、衣物以及其它物體燃燒的情況也與此類似。
知道了燃燒的原理后,人們已想出各種辦法來(lái)防火滅火。比如用耐高溫的防火材料來(lái)建房、做家具用泡沫滅火器來(lái)滅火等。如果你在炒菜時(shí),油鍋因溫度過(guò)高而燃燒,先不要驚慌,只要順手將鍋蓋立即蓋上,油鍋的火就滅了。如果電器因老化、短路而發(fā)生火災(zāi),也不要害怕,立即用厚棉被捂上著火的電器就可以滅火了。請(qǐng)你們想一想,這是什么原因(油鍋著火用水澆會(huì)使火更旺電器著火用水會(huì)傷人)。
人們使用的火柴在摩擦中無(wú)火自燃也是一種化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。在火柴頭里有硫磺顆粒和火藥等物質(zhì)?!安疗ぁ笔怯么植诘募埻可弦粚恿锥?。硫磺、火藥、磷等都是燃點(diǎn)很低的易燃物質(zhì)。取火時(shí)只要將火柴頭在磷紙上用力擦劃一下,這時(shí)磷與硫磺因摩擦而產(chǎn)生高溫,木棒便會(huì)被點(diǎn)燃。但以前的火柴梗在墻壁上也能擦著,是不安全的。著名童話《賣(mài)火柴的小女孩》中小女孩的火柴就是這種火柴。
鐵絲在氧氣中燃燒
鐵的理化性質(zhì)鐵是使用量最大的金屬,也是地殼中含量第二大的金屬。鐵單質(zhì)化學(xué)式為:Fe,在元素周期表中,鐵的原子序數(shù)是26。鐵的相對(duì)原子質(zhì)量約為56,基態(tài)原子電子排...[查看全部]
: 燃燒分類_燃燒發(fā)生條件_燃燒的利用和火災(zāi)預(yù)防不完全燃燒_不完全燃燒的原因和應(yīng)對(duì)措施 燃燒熱與標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱
我們都知道燃燒會(huì)放熱,這個(gè)熱量我們有個(gè)專門(mén)的稱呼叫做“燃燒熱”,當(dāng)然燃燒熱指的是某種特定條件下可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量,不適用于不完全燃燒。燃燒熱一般用單位物質(zhì)的量、單位質(zhì)量或單位體積的燃料燃燒時(shí)放出的能量計(jì)量。國(guó)際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是,在溫度為25℃,壓力為100kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量,單位為kJ/mol。
規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的目的,同規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)生成熱一樣是為了間接通過(guò)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱。燃燒熱是以確定的穩(wěn)定產(chǎn)物的焓值為0反應(yīng)物的相對(duì)焓值。通常查表得到的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的數(shù)據(jù)都是298.15k時(shí)的值,溫度可不加
對(duì)于碳?xì)浠衔飦?lái)說(shuō),含相同碳原子數(shù)的烷烴異構(gòu)體中,直鏈烷烴的燃燒熱最大,支鏈越多燃燒熱越小。最基本的一點(diǎn)是在有機(jī)物中,如果化合物的飽和程度越高(換句話說(shuō)就是氫原子數(shù)目越多),那么相應(yīng)的燃燒熱就越大。例如烷烴比同碳數(shù)的烯烴和炔烴或者芳香烴燃燒熱都要大,就是這個(gè)道理。當(dāng)然,這里要強(qiáng)調(diào)的是僅限于比較相同碳原子數(shù)的有機(jī)物.而對(duì)于烴的衍生物,同樣的道理例如乙醇的燃燒熱比等物質(zhì)的量的乙醛,乙酸都要大。乙烷的燃燒熱比溴乙烷的大。
如果是比較同分異構(gòu)體的燃燒熱,那么就要看具體的情況了,通常是越不穩(wěn)定的異構(gòu)體的燃燒熱越大。當(dāng)然有機(jī)物的分子量越大,那么它的燃燒熱就相應(yīng)越大。在飽和程度相同的情況下,含碳量越大,有機(jī)物的燃燒熱也越大。而在含碳量相同時(shí),含氫量越大的有機(jī)物燃燒熱越大。
因?yàn)樵S多有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都可通過(guò)蓋斯定律由它的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓及二氧化碳和水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓求得。通過(guò)燃燒焓的測(cè)定,還可以判斷工業(yè)用燃料的質(zhì)量等。
由上述燃燒焓的定義可知,在非體積功為零的情況下,物質(zhì)的燃燒焓常以物質(zhì)燃燒時(shí)的熱效應(yīng)(燃燒熱)來(lái)表示,即ΔCHm=Qp·m。因此,測(cè)定物質(zhì)的燃燒焓實(shí)際就是測(cè)定物質(zhì)在等溫、等壓
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不完全燃燒,也就燃燒不充分。關(guān)于不完全燃燒有化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒兩種說(shuō)法,化學(xué)不完全燃燒指在燃燒產(chǎn)物中尚殘存有一氧化碳、氫、甲烷等可燃物質(zhì),而機(jī)械不完全燃燒指一部分燃料在燃燒設(shè)備內(nèi)未能參與燃燒,而以煤核、炭粒、油滴或積焦的形態(tài)出現(xiàn)。
燃料燃燒后,全部變成不可燃燒物的過(guò)程,就是完全燃燒。
發(fā)生不完全燃燒時(shí),由于燃料未能將可以放出的發(fā)熱量全部釋放,不僅造成了燃料的浪費(fèi),而且還會(huì)污染環(huán)境,故在燃燒設(shè)備中應(yīng)盡量避免不完全燃燒。導(dǎo)致不完全燃燒的原因很多,主要有燃料與空氣配合不當(dāng)(即過(guò)量空氣系數(shù)太小或太大)、燃料品種與燃料設(shè)備不相適應(yīng)、燃燒塊煤時(shí)燃料在爐篦上分布不勻、燃燒煤粉時(shí)燃料在爐篦上分布不勻或煤粉與空氣(二次風(fēng))混合不好、液體燃料常因霧化質(zhì)量欠佳而使燃燒溫度過(guò)低或過(guò)高、燃料在燃燒設(shè)備內(nèi)停留的時(shí)間過(guò)于短暫等。
1、空氣或氧氣量不足
空氣或氧氣量不足,會(huì)導(dǎo)致燃?xì)獠煌耆紵?/p>
可燃物顆粒過(guò)大,與空氣或氧氣接觸不好,跟氧氣不足本質(zhì)上類似,也會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒。
2、燃燒產(chǎn)物覆蓋
燃燒過(guò)程產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物如二氧化碳會(huì)抑制燃燒,固體燃燒產(chǎn)物則會(huì)覆蓋在燃燒物質(zhì)外層,阻隔空氣氧氣,這些也會(huì)影響燃燒效果,形成不完全燃燒。
3、含有水分
不同種類燃料的含水量區(qū)別很大,取決于燃料種類和儲(chǔ)存方式。為了保持燃料燃燒穩(wěn)定性,在使用之前需要晾曬。含水量增加會(huì)降低溫度,增加燃料的不完全燃燒。含水多的燃料著火困難,影響燃燒速度,使溫度降低,使機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒熱損失增加,當(dāng)燃料水分大于45%時(shí),燃燒就非常困難。
不完全燃燒熱按發(fā)生原因的不同,有化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒兩種?;瘜W(xué)不完全燃燒指在燃燒產(chǎn)物中殘存有一氧化碳、氫、甲烷等可燃物質(zhì)。機(jī)械不完全燃燒指一部分燃料在燃燒設(shè)備內(nèi)未能參與燃燒,而以煤核、炭粒、油滴或積焦的形態(tài)出現(xiàn)。
發(fā)生不完全燃燒時(shí),由于燃料未能將可以
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