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关于燃烧的化学知识燃烧是物体快速氧化,产生光和热的过程。而燃烧是必需三种东西并存才能发生,分别是可燃物如燃料,助燃物如氧气及温度要达到燃点热量,称为燃烧三要素火三角。一.燃烧的条件 有可燃物燃烧的条件 可燃物达到着火点 与氧气接触(空气) 可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应叫做燃烧。通常讲的燃烧一般是要有氧气参加的,但在一些特殊情况下的燃烧可以在无氧的条件下进行,如氢气在氯气中燃烧、镁条在二氧化碳中的燃烧等.二.燃烧的定义 燃烧标准化学定义:燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。 燃烧的广义定义:燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应,不一定要有氧气参加,比如金属镁(Mg)和二氧化碳(CO2)反应生成氧化镁(MgO)和碳(C),该反应没有氧气参加,但是是剧烈的发光发热的化学反应,同样属于燃烧范畴。三.燃烧的种类 (1)闪燃 闪燃是指易燃或可燃液体挥发出来的蒸气与空气混合后,遇火源发生一闪即灭的燃烧现象。发生闪燃现象的最低温度点称为闪点。在消防管理分类上,把闪点小于28的液体划为甲类液体也叫易燃液体,闪点大于28小于60的称为乙类液体,闪点大于60的称为丙类液体,乙、丙两类液体又统称可燃液体。 (2)着火 着火指可燃物质在空气中受到外界火源直接作用,开始起火持续燃烧的现象。这个物质开始起火持续燃烧的最低温度点称为燃点。 (3)自燃 自燃指可燃物质在空气中没有外来明火源的作用,靠热量的积聚达到一定的温度时而发生的燃烧现象。自燃的热能来源: a.外部热能的逐步积累,多是物理性的。 b.物质自身产生热量,多是化学性和生物性的。 (4)爆炸 爆炸指物质在瞬间急剧氧化或分解反应产生大量的热和气体,并以巨大压力急剧向四周扩散和冲击而发生巨大响声的现象。可燃气体、蒸气或粉末与空气组成的混合物遇火源能发生爆炸的浓度称爆炸极限,其最低浓度称为爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限。低于下限的遇明火既不爆炸也不燃烧,高于上限的,虽不爆炸,但可燃烧。 (5)核聚变 在核聚变的时候会产生发光发热的现象,例如太阳表面。四.燃烧形式 1扩散燃烧 可燃气体和空气分子互相扩散、混合,其混合浓度在爆炸范围以外,遇火源即能着火燃烧。 2蒸发燃烧 可燃性液体,如汽油、酒精等,蒸发产生了蒸气被点燃起火,它放出热量进一步加热液体表面,从而促使液体持续蒸发,使燃烧继续下去。 萘、硫磺等在常温下虽为固体,但在受热后会升华产生蒸气或熔融后产生蒸气,同样是蒸发燃烧。 3分解燃烧 是指在燃烧过程中可燃物首先遇热分解,分解产物和氧反应产生燃烧,如木材、煤、纸等固体可燃物的燃烧。 4表面燃烧 燃烧在空气和固体表面接触部位进行。例如,木材燃烧,最后分解不出可燃气体,只剩下固体炭,燃烧在空气和固体炭表面接触部分进行,它能产生红热的表面,不产生火焰。 5混合燃烧 可燃气体与助燃气体在容器内或空间中充分扩散混合,其浓度在爆炸范围内,此时遇火源即会发生燃烧,这种燃烧在混合气所分布的空间中快速进行,所以称之为混合燃烧。 6阴燃 一些固体可燃物在空气不流通,加热温度低或可燃物含水多等条件下发生的只冒烟无火焰的燃烧。五.燃烧过程 1不同状态物质的燃烧 自然界里的一切物质,在一定温度和压力下,都以一定状态(固态、液态、气态)存在。固体、液体、气体就是物质的三种状态。这三种状态的物质燃烧过程是不同的。固体和液体发生燃烧,需要经过分解和蒸发,生成气体,然后由这些气体成分与氧化剂作用发生燃烧。气体物质不需要经过蒸发,可以直接燃烧 (1)固体物质的燃烧 固体是有一定形状的物质。它的化学结构比较紧凑,所以在常温下都以固态存在。固体物质的化学组成是不一样的,有的比较简单,如硫、磷、钾等都是由同种元素构成的物质;有的比较复杂,如木材、纸张和煤炭等,是由多种元素构成的化合物。由于固体物质的化学组成不同,燃烧时情况也不一样。有的固体物质可以直接受热分解蒸发,生成气体,进而燃烧。有的固体物质受热后先熔化为液体,然后气化燃烧,如硫、磷、蜡等。 此外,各种固体物质的熔点和受热分解的温度也不一样,有的低,有的高。熔点和分解温度低的物质,容易发生燃烧。如赛璐珞(硝化纤维素)在8090时就会软化,在100时就开始分解,150180时自燃。但是大多数固体物质的分解温度和熔点是比较高的。如木材先是受热蒸发掉水分,析出二氧化碳等不燃气体,然后外层开始分解出可燃的气态产物,同时放出热量,开始剧烈氧化,直到出现火焰。 另外,固体物质燃烧的速度与其体积和颗粒的大小有关,小则快,大则慢。如散放的木条要比垛成堆的圆木燃烧的快,其原因就是木条与氧的接触面大,燃烧较充分,因此燃烧速度就快。 (2)液体物质的燃烧 液体是一种流动性物质,没有一定形状。燃烧时,挥发性强,不少液体在常温下,表面上就漂浮着一定浓度的蒸汽,遇到着火源即可燃烧。 液体的种类繁多,各自的化学成分不同,燃烧的过程也就不同,如汽油、酒精等易燃液体的化学成分就比较简单,沸点较低,在一般情况下就能挥发,燃烧时,可直接蒸发生成与液体成分相同的气体,与氧化剂作用而燃烧。而有些化学组成比较复杂的液体燃烧时,其过程就比较复杂。如原油(石油)是一种多组分的混合物,燃烧时,原油首先逐一蒸发为各种气体组分,而后再燃烧。原油的燃烧与其他成分单一的液体燃烧不一样,它首先蒸发出沸点较低的组分并燃烧,而后才是沸点较高的组分。 (3)气体的燃烧 易燃与可燃气体的燃烧不需要像固体、液体物质那样经过熔化、蒸发等准备过程,所以气体在燃烧时所需要的热量仅用于氧化或分解气体和将气体加热到燃点,因此容易燃烧,而且燃烧速度快。 气体燃烧有两种形式,一是扩散燃烧;二是动力燃烧。如果可燃气体与空气边混合边燃烧,这种燃烧就叫扩散燃烧(或称稳定燃烧)。如使用石油液化气罐烧饭就是扩散燃烧。如果可燃气体与空气在燃烧之前就已混合,遇到着火源立即爆炸,形成燃烧,这种燃烧就叫动力燃烧。如石油液化气罐气阀漏气时,漏出的气体与空气形成爆炸混合物,一遇到着火源,就会以爆炸的形式燃烧,并在漏气处转变为扩散燃烧。 2完全燃烧和不完全燃烧 物质燃烧可分为完全燃烧和不完全燃烧。凡是物质燃烧后产生不能继续燃烧的新物质,就叫做完全燃烧;凡是物质燃烧后,产生还能继续燃烧的新物质,就叫不完全燃烧。 物质为什么会出现两种不同形式的燃烧呢?主要是因为燃烧物质所处的条件不同。物质燃烧时,如果空气(或其他氧化剂)充足,就会发生完全燃烧,反之就发生不完全燃烧。 物质燃烧后产生的新物质称为燃烧产物。其中,散布于空气中能被人们看到的云雾状燃烧产物,叫做烟雾。物质完全燃烧后的产物叫完全燃烧产物。物质不完全燃烧所生成的新物质叫做不完全燃烧产物。 燃烧产物对火灾扑救工作有很大影响。有利的影响是: 第一,大量生成完全燃烧产物,可以阻止燃烧的进行。如完全燃烧后生成的水蒸气和二氧化碳能够稀释燃烧区的含氧量,从而中断一般物质的燃烧。 第二,可以根据烟雾的特征和流动方向,来识别燃烧物质,判断火源位置和火势蔓延方向。 六燃烧的必要条件 燃烧,俗称着火,系指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟现象。燃烧具有三个特征,即化学反应、放热和发光。 物质燃烧过程的发生和发展,必须具备以下三个必要条件,即:可燃物、氧化剂和温度(引火源)。只有这三个条件同时具备,才可能发生燃烧现象,无论缺少哪一个条件,燃烧都不能发生。但是,并不是上述三个条件同时存在,就一定会发生燃烧现象,还必须这三个因素相互作用才能发生燃烧。 1、可燃物:凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物,某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧,还有许多物质如肼、臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。 2、氧化剂:帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中氧化剂主要是空气中游离的氧,另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应的氧化剂。 3、温度(引火源):是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能,其它还有化学能、电能、机械能等转变的热能。 4、链式反应:有焰燃烧都存在链式反应。当某种可燃物受热,它不仅会汽化,而且该项可燃物的分子会发生热解作用从而产生自由基。自由基是一种高度活泼的化学形态,能与其他的自由基和分子反应,而使燃烧持续进行下去,这就是燃烧的链式反应。 熔点、沸点、着火点的区别1:熔点实质上是该物质固、液两相可以共存并处于平衡的温度,以冰熔化成水为例,在一个大气压下冰的熔点是0,而温度为0时,冰和水可以共存,如果与外界没有热交换,冰和水共存的状态可以长期保持稳定物质的熔点并不是固定不变的,有两个因素对熔点影响很大 压强。平时所说的物质的熔点,通常是指一个大气压时的情况;如果压强变化,熔点也要发生变化。熔点随压强的变化有两种不同的情况对于大多数物质,熔化过程是体积变大的过程,当压强增大时,这些物质的熔点要升高;对于像水这样的物质,与大多数物质不同,冰熔化成水的过程体积要缩小(金属铋、锑等也是如此),当压强增大时冰的熔点要降低。 如下两图中OL称为固液两相平衡曲线,又称为熔化曲线该曲线的左方表示固相稳定存在的区域,右方一定的区域是液相稳定存在的区域,而线上的任一点,都代表固液两相平衡共存的状态。OL线表示了该物质的熔点随压强变化的规律。两图中OL线的斜率都很陡,说明物质的熔点随压强的变化很小,例如冰的熔点,每增加一个大气压,熔点才下降0.007 5,而要使冰的熔点下降1,则必须使压强增加1.75X107Pa,约为大气压的170倍。两个图的斜率的正或负,反映了两类物质随压强的增大,熔点升高或降低的规律。 2:沸点 液体发生沸腾时的温度。当液体沸腾时,在其内部所形成的气泡中的饱和蒸汽压必须与外界施予的压强相等,气泡才有可能长大并上升,所以,沸点也就是液体的饱和蒸汽压等于外界压强的温度。液体的沸点跟外部压强有关。当液体所受的压强增大时,它的沸点升高;压强减小时;沸点降低。例如,蒸汽锅炉里的蒸汽压强,约有几十个大气压,锅炉里的水的沸点可在200以上。又如,在高山上煮饭,水易沸腾,但饭不易熟。这是由于大气压随地势的升高而降低,水的沸点也随高度的升高而逐浙下降。(在海拔1900米处,大气压约为79800帕(600毫米汞柱),水的沸点是93.5)。 在相同的大气压下,液体不同沸点亦不相同。这是因为饱和汽压和液体种类有关。在一定的温度下,各种液体的饱和汽压亦一定。例如,乙醚在20时饱和气压为5865.2帕(44厘米汞柱)低于大气压,温度稍有升高,使乙醚的饱和汽压与大气压强相等,将乙醚加热到35即可沸腾。液体中若含有杂质,则对液体的沸点亦有影响。液体中含有溶质后它的沸点要比纯净的液体高,这是由于存在溶质后,液体分子之间的引力增加了,液体不易汽化,饱和汽压也较小。要使饱和汽压与大气压相同,必须提高沸点。不同液体在同一外界压强下,沸点不同。沸点随压强而变化的关系可由克劳修斯�克拉珀龙方程得出。 沸点与气压成正比.气压越大,沸点越高;气压越低,沸点越低。 理由:液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时,液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点. 当外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,达到沸腾.当外界压力降低时,温度比较低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,达到沸腾. 3:着火点之一 可燃物在空气或氧气中燃烧,必须要达到该物质着火燃烧所需要的最低温度,这个最低温度叫做该物质的着火点。不同的物质,着火点不同。 着火点之二 着火点又称燃点。指可燃性液体表面的蒸气和空气的混合物与火接触而发生火焰,且能维持继续燃烧不少于5 s的温

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