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1 # Ren化學檢測
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2 # 核先生科普
燃燒是一種放熱發光的現象,燃燒的本質就是可燃物發生劇烈的氧化還原反應,發光發熱是燃燒過程中伴隨的物理現象,燃燒的實質其實是遊離基的連鎖反應。可燃的化合物或者單質在外界的作用下,比如在光、熱的作用下,分解成含有遊離基又稱自由基或自由原子,是化合物或單質分子中的共價鍵在外界因素(如光、熱)的影響下,分裂而成含有不成對電子的原子或原子基團,這種原子或者原子基團由於還有不成對的電子對化學活性非常強,性質不穩定,容易自行結合成穩定分子或與其它物質的分子反應生成新的遊離基。
物質燃燒必需要具備一定的條件,依據這些條件可以找到不同原理的滅火方法。
(1)可燃物。燃燒現象的發生必須要有可燃物,即燃燒的物質。凡是在氧氣中或者能與氧化劑起劇烈反應,發生燃燒的物質都是可燃物,如木材、煤、紙張、酒精、汽油、天然氣、氫氣等。可燃物可以是固體、氣體、液體。森林著火為了控制一定範圍,有時會砍出一條隔離帶,以防止火災蔓延。
(2)助燃物。凡是能夠支援燃燒的物質都成為助燃物。助燃物一般是氧氣或者氧化劑。常見的助燃物是空氣中的氧氣。鎂帶在二氧化碳中燃燒,助燃物是二氧化碳。燃燒現象的持續發生必須有助燃物,如果助燃物濃度降低,燃燒現象的程度會逐漸減弱,直到熄滅。這也是家裡油鍋著火後蓋上鍋蓋,火自然熄滅的原因。家用二氧化碳滅火器也是這種原理,利用二氧化碳隔絕氧氣,達到阻燃的效果。
(3)燃點,也叫著火點。物質的燃點是指將物質在空氣中加熱時,開始並繼續燃燒的最低溫度。加熱就需要熱源,生活中可以提供熱源的方法有很多,比如摩擦、打火、聚焦太陽能等,古代還沒有發明火柴的時候,人們煮飯或者取暖都是採用電石摩擦起火,最早人類還採用鑽木取火的方法。我們知道如果把紙張或者木材放在空氣中,木頭和紙張也不會自燃起來,那是因為沒有達到紙張和木柴的著火點。這是家裡用水沒滅火的主要原理,透過水的冷卻作用將可燃物降低到燃點以下,中斷燃燒的鏈式反應。
燃燒現象的發生必須具備以上三個因素,缺少一個燃燒現象都不會發生,或者持久發生。
那麼燃燒的本質特徵是什麼呢?
燃燒是發光發熱的劇烈的氧化還原反應,化學鍵斷裂釋放出能量,能量一部分表現為發熱,另一部分產生光子,所以燃燒現象的本質特徵是發光發熱,只要是燃燒現象,都會伴隨發光發熱的現象,燃燒產生的熱又可以使還未燃燒的易燃物達到新的燃點,從而形成鏈式反應,使得燃燒可以繼續下去。
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燃燒是劇烈的發光發熱氧化還原反應,化學鍵的斷裂釋放出鍵能,能量一部分表現為發熱,一部分表現為產生光子,就構成燃燒的表面特徵。
物質燃燒必須具備以下三個基本條件:
(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的物質,一般都是可燃物質,如木材,紙張,汽油,酒精,煤氣等。
(2)助燃物:凡能幫助和支援燃燒的物質叫助燃物。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,在空氣中約佔21%。可燃物質沒有氧參加化合是不會燃燒的。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。當空氣供應不足時,燃燒會逐漸減弱,直至熄滅。當空氣的含氧量低於14-18%時,就不會發生燃燒。
(3)火源:凡能引起可燃物質燃燒的能源都叫火源,如明火,摩擦,衝擊,電火花等等。
具備以上三個條件,物質才能燃燒。無論缺少哪一個條件,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。
1、可燃物:凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起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,某些金屬如鎂、鋁、鈣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。
2、氧化劑:幫助和支援可燃物燃燒的物質,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。
4、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,而且該項可燃物的分子會發生熱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。