BRÄNNBARHET: FLAMPUNKT OCH EGENSKAPER - KEMI - 2025

Den brännbarhet är graden av reaktivitet hos en förening att reagera häftigt exotermisk sätt med syre eller annan oxiderande medel (oxidationsmedel). Det gäller inte bara kemiska ämnen, utan också för ett brett spektrum av material som klassificeras efter byggkoder baserat på det.

Därför är brännbarhet extremt viktigt för att fastställa hur lätt material bränner. Härifrån frigörs brandfarliga ämnen eller föreningar, bränslen och icke-bränslen.

Källa: Pxhere

Materialets brännbarhet beror inte bara på dess kemiska egenskaper (molekylstruktur eller bindningens stabilitet) utan också av dess ytvolymförhållande; det vill säga, ju större ytan hos ett föremål (till exempel slushdamm) desto större tendens att bränna.

Visuellt kan dess glödande och flammande effekter vara imponerande. Lågorna med sina nyanser av gult och rött (blått och andra färger) tyder på en latent transformation; Även om man tidigare trodde att materialatomer förstördes under processen.

Studierna av eld, liksom brännbarhet, involverar en tät teori om molekylär dynamik. Dessutom deltar begreppet autokatalys, eftersom flammans värme "matar" reaktionen så att den inte stannar förrän allt bränsle har reagerat.

Av den anledningen ger kanske ibland intrycket av att leva. Men i strikt rationell mening är eld ingenting annat än energi som manifesteras i ljus och värme (även med den enorma molekylära komplexiteten i bakgrunden).

Blixt eller tändpunkt

Känd på engelska som Flash Point, är det minimitemperaturen vid vilken ett ämne antänds för att starta förbränningen.

Hela brandprocessen börjar med en liten gnista, som ger den nödvändiga värmen för att övervinna energibarriären som förhindrar att reaktionen blir spontan. Annars skulle den minimala kontakten med syre med ett material få det att brinna även under frysningstemperaturer.

Flampunkten är parametern för att definiera hur brännbart ett ämne eller material kan eller inte kan vara. Därför har ett mycket brännbart eller brandfarligt ämne en låg flampunkt; det vill säga det kräver temperaturer mellan 38 och 93 ºC för att bränna och släppa loss en eld.

Skillnaden mellan ett brandfarligt och brännbart ämne regleras av internationell rätt. Detta är fallet, temperaturintervallen som kan beaktas kan variera i värde. Orden "brännbarhet" och "brandfarlighet" är också utbytbara; men de är inte "brandfarliga" eller "brännbara".

En brandfarlig substans har en lägre flampunkt jämfört med den för ett brännbart ämne. Av denna anledning är brandfarliga ämnen potentiellt farligare än bränslen, och deras användning övervakas strikt.

Skillnader mellan förbränning och oxidation

Både processer eller kemiska reaktioner består av en överföring av elektroner där syre kan eller inte kan delta. Syregas är ett kraftfullt oxidationsmedel, vars elektronegativitet gör dess O = O-dubbelbindning reaktiv, som efter att ha tagit emot elektroner och bildat nya bindningar frigör energi.

Således, i en oxidationsreaktion, O ₂ vinster elektroner från någon tillräckligt reducerande substans (elektrondonator). Till exempel rostar många metaller i kontakt med luft och fukt. Silver mörknar, järnröd och koppar kan till och med bli en patinafärg.

Men de avger inte lågor när de gör det. I så fall skulle alla metaller ha en farlig brännbarhet och byggnader skulle brinna i solens värme. Det är här skillnaden mellan förbränning och oxidation ligger: mängden frigjord energi.

Vid förbränning sker en oxidation där värmen som frigörs är självbärande, ljus och varm. På samma sätt är förbränning en mycket mer accelererad process, eftersom alla energibarriärer mellan materialet och syre (eller något oxiderande ämne, såsom permanganater) övervinns.

Andra gaser, såsom Cl ₂ och F ₂ kan initiera kraftigt exoterma förbränningsreaktioner. Och bland de oxiderande vätskor eller fasta ämnen är väteperoxid, H ₂ O ₂ , och ammoniumnitrat, NH ₄ NO ₃ .

Egenskaper av ett bränsle

Som just förklarats bör den inte ha för låg flampunkt och bör kunna reagera med syre eller oxidationsmedel. Många ämnen kommer in i denna typ av material, särskilt grönsaker, plast, trä, metaller, fetter, kolväten, etc.

Vissa är solida, andra flytande eller fizzy. I allmänhet är gaser så reaktiva att de enligt definitionen betraktas som brandfarliga ämnen.

-Gas

Gaser är de som bränner mycket lättare, såsom väte och acetylen, C ₂ H ₄ . Detta beror på att gasen blandas mycket snabbare med syret, vilket är lika med ett större kontaktområde. Du kan lätt föreställa dig ett hav av gasformiga molekyler som kolliderar med varandra precis vid antändning eller antändning.

Reaktionen av gasformiga bränslen är så snabb och effektiv att explosioner alstras. Av denna anledning utgör gasläckor en hög risk.

Men inte alla gaser är brandfarliga eller brännbara. Till exempel reagerar ädelgaser, såsom argon, inte med syre.

Samma situation uppstår med kväve på grund av dess starka trippelbindning N≡N; emellertid kan det brista under extrema tryck- och temperaturförhållanden, såsom de som finns i en elektrisk storm.

-Fast

Hur är brännbarheten hos fasta ämnen? Allt material som utsätts för höga temperaturer kan ta eld. emellertid beror hastigheten med vilken den gör det beroende på förhållandet mellan yta och volym (och andra faktorer, såsom användningen av skyddsfilmer).

Fysiskt tar ett fast ämne längre tid att bränna och sprider mindre eld eftersom dess molekyler kommer i mindre kontakt med syre än en laminär eller pulveriserad fast substans. Till exempel bränner en pappersrad mycket snabbare än ett träblock med samma dimensioner.

Dessutom brinner en hög med järnpulver kraftigare än ett järnark.

Organiska och metalliska föreningar

Kemiskt beror brännbarheten hos ett fast ämne beroende på vilka atomer som komponerar det, deras arrangemang (amorft, kristallint) och molekylstrukturen. Om den huvudsakligen består av kolatomer, även med en komplex struktur, kommer följande reaktion att inträffa vid förbränning:

C + O ₂ => CO ₂

Men kolatomen är inte ensamma utan åtföljs av vätgas och andra atomer, som också reagerar med syre. Sålunda, H ₂ O, SO ₃ , NO ₂ , och andra föreningar produceras.

Emellertid beror molekylerna som produceras i förbränning av mängden reagerande syre. Om kol till exempel reagerar med ett syreunderskott är produkten:

C + 1 / 2O ₂ => CO

Observera att mellan CO ₂ och CO är CO ₂ mer syresatt, eftersom det har fler syreatomer. Därför genererar ofullständiga förbränningar föreningar med ett lägre antal O-atomer, jämfört med de erhållna vid fullständig förbränning.

Förutom kol kan det finnas metalliska fasta ämnen som tål ännu högre temperaturer innan de bränns och ger upphov till motsvarande oxider. Till skillnad från organiska föreningar frigör inte metaller gaser (såvida de inte har föroreningar), eftersom deras atomer är begränsade till metallstrukturen. De bränner där de är.

vätskor

Vätskans brännbarhet beror på deras kemiska natur, liksom deras oxidationsgrad. Mycket oxiderade vätskor, utan många elektroner att donera, såsom vatten eller tetrafluorocarbon, CF ₄ , brinner inte nämnvärt.

Men ännu viktigare än detta kemiska kännetecken är dess ångtryck. En flyktig vätska har högt ångtryck, vilket gör den brandfarlig och farlig. Varför? Eftersom de gasformiga molekylerna "vrider sig" är vätskans yta de första som bränner och representerar eldens fokus.

Flyktiga vätskor kännetecknas av stark lukt och deras gaser upptar snabbt en stor volym. Bensin är ett tydligt exempel på en mycket brandfarlig vätska. Och när det gäller bränslen är diesel och andra tyngre kolväteblandningar bland de vanligaste.

Vatten

Vissa vätskor, till exempel vatten, kan inte brännas eftersom deras gasformiga molekyler inte kan ge upp sina elektroner till syre. I själva verket används det instinktivt för att släcka lågor och det är ett av de mest applicerade ämnena av brandmän. Den intensiva värmen från elden överförs till vattnet, som använder den för att byta till gasfasen.

De har sett i verkliga och fiktiva scener hur elden brinner på havets yta; emellertid är det verkliga bränslet olja eller olja som inte kan blandas med vatten och flyter på ytan.

Alla bränslen som har en procentandel vatten (eller fukt) i sin sammansättning har som en följd en minskning av deras brännbarhet.

Det beror på att en del av den initiala värmen går förlorad genom att värma upp vattenpartiklarna. Av detta skäl bränner inte våta fasta ämnen förrän deras vatteninnehåll har tagits bort.

referenser

1. Chemicool Dictionary. (2017). Definition av bränsle. Återställd från: chemicool.com
2. Summers, Vincent. (5 april 2018). Är kvävebränsle? Sciencing. Återställd från: sciencing.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Förbränningsdefinition (kemi). Återställd från: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2018). Brännbarhet och brandfarlighet. Återställd från: en.wikipedia.org
5. Marpisk webbdesign. (2015, 16 juni). Vilka typer av bränder finns det och hur är brännbarheten hos de material som definierar denna typologi? Återställd från: marpicsl.com
6. Lär dig nödsituationer. (Sf). Eldsteori. Återställd från: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). Exempel på brandfarliga ämnen. Återställd från: quimicas.net