物質燃燒過程的發生和發展,必須具備以下三個必要條件,即:可燃物、氧化劑和溫度(引火源)。只有這三個條件同時具備,才可能發生燃燒現象,無論哪一個條件不滿足,燃燒都不能發生。但是,並不是上述三個條件同時存在,就一定會發生燃燒現象,還必須這三個因素相互作用才能發生燃燒。
用燃燒三角形(圖1-1)來表示無焰燃燒的基本條件是非常確切的,但是進一步研究表明,對有焰燃燒,由於過程中存在未受抑制的遊離基(自由基)作中間體,因而燃燒三角形需要增加一個座標,形成四面體(圖1-2)。自由基是一種高度活潑的化學基團,能與其他的自由基和分子起反應,從而使燃燒按鏈式反應擴充套件,所以有焰燃燒的發生需要四個必要條件,即:可燃物、氧化劑、溫度(引火源)和未受抑制的鏈式反應。
圖1-1 燃燒三角形
圖1-2 燃燒四面體
可燃物
凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑發生燃燒化學反應的物質稱為可燃物。可燃物按其物理狀態分為氣體可燃物、液體可燃物和固體可燃物三種類別。可燃燒物質大多是含碳和氫的化合物,某些金屬如鈣、鎂、鋁等在某些條件下也可以燃燒,還有許多物質如肼、臭氧等在高溫下可以透過自己的分解而放出光和熱。
氧化劑
支援和幫助可燃物燃燒的物質,即能與可燃物發生氧化反應的物質稱為氧化劑。燃燒過程中的氧化劑主要是空氣中游離的氧,另外如氟、氯等也可以作為燃燒反應的氧化劑。
溫度(引火源)
凡是能夠引起物質燃燒的點燃能源,統稱為引火源。在一定情況下,各種不同可燃物發生燃燒,都有本身固定的最小點火能量要求,只有達到一定能量才能引起燃燒。常見的引火源有以下幾種:
(1)明火 明火是指生產、生活中的爐火、焊接火、燭火、吸菸火,撞擊、摩擦打火,機動車輛排氣管火星及飛火等。
(2)電弧、電火花 電弧、電火花指的是電氣裝置、電氣線路、電氣開關及漏電打火,電話、手機等通訊工具火花,靜電火花(物體靜電放電、人體衣物靜電打火以及人體積聚靜電對物體放電打火)等。
(3)雷擊 雷擊瞬間高壓放電能夠引燃任何可燃物。
(4)高溫 高溫指的是高溫加熱、烘烤、積熱不散、機械裝置故障發熱、摩擦發熱、聚焦發熱等。
(5)自燃引火源 自燃引火源指的是在既無明火又無外來熱源的情況下,物質本身自行發熱、燃燒起火,如鉀、鈉等金屬遇水著火;白磷、烷基鋁在空氣中會自行起火;易燃、可燃物質與氧化劑及過氧化物接觸起火等。
鏈式反應
有焰燃燒都存在鏈式反應。當某種可燃物受熱,它不僅會汽化,而且該可燃物的分子還會發生熱裂解作用從而產生自由基。自由基是一種高度活潑的化學形態,能與其他的自由基和分子反應,而使燃燒持續進行下去,這就是燃燒的鏈式反應。
物質燃燒過程的發生和發展,必須具備以下三個必要條件,即:可燃物、氧化劑和溫度(引火源)。只有這三個條件同時具備,才可能發生燃燒現象,無論哪一個條件不滿足,燃燒都不能發生。但是,並不是上述三個條件同時存在,就一定會發生燃燒現象,還必須這三個因素相互作用才能發生燃燒。
用燃燒三角形(圖1-1)來表示無焰燃燒的基本條件是非常確切的,但是進一步研究表明,對有焰燃燒,由於過程中存在未受抑制的遊離基(自由基)作中間體,因而燃燒三角形需要增加一個座標,形成四面體(圖1-2)。自由基是一種高度活潑的化學基團,能與其他的自由基和分子起反應,從而使燃燒按鏈式反應擴充套件,所以有焰燃燒的發生需要四個必要條件,即:可燃物、氧化劑、溫度(引火源)和未受抑制的鏈式反應。
圖1-1 燃燒三角形
圖1-2 燃燒四面體
可燃物
凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑發生燃燒化學反應的物質稱為可燃物。可燃物按其物理狀態分為氣體可燃物、液體可燃物和固體可燃物三種類別。可燃燒物質大多是含碳和氫的化合物,某些金屬如鈣、鎂、鋁等在某些條件下也可以燃燒,還有許多物質如肼、臭氧等在高溫下可以透過自己的分解而放出光和熱。
氧化劑
支援和幫助可燃物燃燒的物質,即能與可燃物發生氧化反應的物質稱為氧化劑。燃燒過程中的氧化劑主要是空氣中游離的氧,另外如氟、氯等也可以作為燃燒反應的氧化劑。
溫度(引火源)
凡是能夠引起物質燃燒的點燃能源,統稱為引火源。在一定情況下,各種不同可燃物發生燃燒,都有本身固定的最小點火能量要求,只有達到一定能量才能引起燃燒。常見的引火源有以下幾種:
(1)明火 明火是指生產、生活中的爐火、焊接火、燭火、吸菸火,撞擊、摩擦打火,機動車輛排氣管火星及飛火等。
(2)電弧、電火花 電弧、電火花指的是電氣裝置、電氣線路、電氣開關及漏電打火,電話、手機等通訊工具火花,靜電火花(物體靜電放電、人體衣物靜電打火以及人體積聚靜電對物體放電打火)等。
(3)雷擊 雷擊瞬間高壓放電能夠引燃任何可燃物。
(4)高溫 高溫指的是高溫加熱、烘烤、積熱不散、機械裝置故障發熱、摩擦發熱、聚焦發熱等。
(5)自燃引火源 自燃引火源指的是在既無明火又無外來熱源的情況下,物質本身自行發熱、燃燒起火,如鉀、鈉等金屬遇水著火;白磷、烷基鋁在空氣中會自行起火;易燃、可燃物質與氧化劑及過氧化物接觸起火等。
鏈式反應
有焰燃燒都存在鏈式反應。當某種可燃物受熱,它不僅會汽化,而且該可燃物的分子還會發生熱裂解作用從而產生自由基。自由基是一種高度活潑的化學形態,能與其他的自由基和分子反應,而使燃燒持續進行下去,這就是燃燒的鏈式反應。