Embedded Files
En aquest apartat coneixeràs
1- El foc i els incendis a través de les reaccions de combustió
2- Aprofundirem en la teoria del foc, i et donarem consells de seguretat que vam rebre en el Curs d'Extinció d'incendis impartit les Bombers de la Generalitat de Catalunya (En construcció)
3- El límit d'inflamabilitat, la temperatura d'autoinflamació i el pla neutre d'un incendi (En construcció)
4- Mitjans d'extinció d'incendis en el laboratori (En construcció)
1- EL FOC I ELS INCENDIS
1- EL FOC I ELS INCENDIS
Per tal de poder encendre un foc, (el que es diu tècnicament una reacció química de la combustió), és necessari aplicar una quantitat de calor suficient a un material i que sempre hagi oxigen.
Una combustió és una reacció d’oxidació que és acompanyada de despreniment de llum i calor, amb flama (combustió viva) o sense (combustió lenta). En aquest darrer cas no hi ha emissió apreciable de llum ni de calor.
En els laboratoris, de forma habitual s'utilitza la calor elèctrica en plaques calefactores, estufes o mufles, però també la combustió com a fonts de calor per afavorir certes reaccions químiques. Les pròpies reaccions poden ser exotèrmiques i produir una ignició.
Per exemple un tub de combustió és un reactor químic fabricat en vidre pírex, quars o ceràmica, molt resistent a altes temperatures, ja que s'ha d'escalfar, obert en els dos extrems, en el qual s'introdueix una substància que es vol fer reaccionar amb oxigen (combustió) o un altre gas, el qual circula de manera contínua per dins del tub. En podeu veure un exemple d'un Tub de combustió de quars.
Quan aquest calor fa pujar suficientment la temperatura del material, entrarà en combustió, es a dir, cremarà. Si posem per exemple la fusta com el material abans citat, aquesta te que arribar a una temperatura d’uns 300º C per poder iniciar el procés de combustió.
Aquest procés, és el que anomenem reacció de la combustió, definit químicament com una oxidació ràpida, que incorpora tres elements bàsics: combustible, oxigen i calor. Aquests tres elements formen els costats del famós triangle del foc que s'ha descrit en els EQUIPS de CALOR.
Els tres elements sempre tenen que estar presents i combinats correctament per que la combustió sigui un fet. Ha d'haver combustible per cremar, aire per dotar d’oxigen la flama i per últim, calor per poder iniciar i donar continuïtat al procés de combustió. Si falta un dels costats del triangle no es produirà el foc.
La combustió només comença quan el combustible sòlid o líquid s’ha vaporitzat o descompost per la calor i dóna gasos, que són la flama visible. En el cas dels combustibles sòlids que no es vaporitzen o descomponen per a donar gasos a la temperatura ordinària de flama, la combustió pot esdevenir-se per combinació directa del combustible amb l’oxigen, com és en el cas de la combustió incandescent del carbó vegetal o de la fusta carbonitzada que resta quan ja han cremat els gasos combustibles. El terme combustió implica també reaccions de combinació amb el clor i amb altres halògens.
I EN EL LABORATORI ?
I EN EL LABORATORI ?
Gairebé tots els combustibles són constituïts en llur major part per carboni i hidrogen, i quan aquestes substàncies són cremades a l’aire es produeix diòxid de carboni i aigua. En el laboratori les reaccions de combustió es poden produir per diversos factors.
La sufocació dels incendis es dona si es restringeix l’aportació d’aire.
Per exemple en l'utilització dels BEC BUNSEN, Cal tenir en compte que en aquest cas es forma monòxid de carboni. Aquest és el cas de la combustió incompleta; l’altre és el cas de la combustió neutra. Hom pot representar la combustió del carboni en l’aire per l’equació C + O2 + 4N2 ⇌ CO2 + 4N2.
En el cas de combustió neutra o completa, amb defecte d’oxigen, té lloc la reacció 2C + O2 + 4N2 ⇌ 2CO + 4N2; aquest monòxid de carboni en contacte amb més aire també pot cremar-se: 2CO + O2 + 4N2 ⇌ 2CO2 + 4N2.
En la combustió de l’hidrogen es forma aigua: 2H2 + O2 + 4N2 ⇌ 2H2O + 4N2; aquesta reacció permet de calcular per a cada combustible format per hidrogen i carboni la quantitat d’aire necessari per a la combustió completa (poder comburent) i el volum de fums que hi són formats. Una modalitat de combustió lenta és l'autooxidació.
La comprensió total dels processos de combustió en funció de la composició química i de la dinàmica dels fluids és dificultada per la complexitat d’ambdós fenòmens, que es presenten interrelacionats.
I EN LA INDÚSTRIA ?
I EN LA INDÚSTRIA ?
Des d’un punt de vista industrial, solament tenen interès les combustions vives, o sigui aquelles en les quals la velocitat de reacció és prou alta perquè la calor despresa no tingui temps de dissipar-se i, per tant, s’arribi a la incandescència del cos que reacciona.
Industrialment cal augmentar la velocitat de les combustions augmentant la concentració d’oxigen amb un excés d’aire; la quantitat d’aire afegit és definida pel coeficient d’excés d’aire (quocient entre l’aire real i l’aire mínim necessari per a una combustió completa), que segons el tipus de combustible varia entre els valors 1 i 2.
El valor màxim d’excés d’aire és limitat per l’augment de la quantitat de gas inert (nitrogen), que absorbeix una part de les calories útils. Per a conèixer com es realitza una combustió cal analitzar-ne la composició dels fums; és especialment interessant la proporció de CO2, que és diferent per a cada combustible i màxima en el cas de la combustió neutra. A partir del valor màxim de CO2 pot ésser determinat el coeficient d’excés d’aire; aquest valor i el percentatge de CO permeten de determinar, mitjançant el diagrama d'Ostwald, la combustió òptima. La temperatura teòrica de la combustió (o temperatura màxima ideal dels gasos suposant que no cedeixen calor als cossos envoltants) pot ésser determinada pel mètode gràfic de Le Chatelier.
Et recordem que en les nostres instal·lacions disposem de plantes semi-industrials, en les que hi ha seccions de plantes químiques. Les pots visitar l'Apartat d'ACTIVITATS de CONEIXEMENT i en el següent enllaç .
Report abuse