燃燒的概念、燃燒條件、燃燒引起的爆炸及防火與滅火的知識與生活密切相關,也是初中化學學習的主要內容。
1、燃燒的概念
燃燒的概念:燃燒指可燃物與氧氣(或其他氧化劑)發生的一種發光、發熱的劇烈的氧化反應。
1.1、燃燒一定伴有發光、發熱現象且屬於化學變化;
1.2、發光、發熱現象不一定發生燃燒;
如電燈發光、發熱不屬於燃燒,也不是化學反應。
1.3、燃燒不一定需要氧氣;
如鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。不需要氧氣參加。
1.4、燃燒時,不一定產生火焰;
氣體、液體的可燃物燃燒時發出的是火焰;固體可燃物燃燒時發出的是光;
2、燃燒的三要素
燃燒的三要素:可燃物、助燃物、達到可燃物的著火點,三者缺一,都無法燃燒。
2.1、可燃物:能與氧氣(或其他氧化劑)發生燃燒的物質。
如木炭、酒精、氫氣、汽油等;
2.2、助燃物:能幫助或支持可燃物燃燒的物質
氧氣(O2)是最常見的助燃物;
2.3、著火點:可燃物能夠燃燒的最低溫度。當可燃物的溫度達到著火點時,可燃物才能燃燒。不同物質的著火點不同。
3、完全燃燒和不完全燃燒
物質燃燒分為:完全燃燒和不完全燃燒
3.1、完全燃燒:可燃物燃燒充分,生成的產物中不含有可燃物。完全燃燒放出的熱量多,節約能源;
3.2、不完全燃燒:可燃物燃燒不充分,生成的產物中含有可燃物。不完全燃燒放出的熱量少,浪費能源;
含碳物質不完全燃燒時,會伴有黑煙(未燃燒的炭),同時會產生有毒氣體一氧化碳(CO)。
一氧化碳(CO)中毒原理:一氧化碳與人體內的血紅蛋白結合,降低了血紅蛋白的攜氧能力。導致機體細胞缺氧。產生頭暈、嘔吐、休克等中毒現象。
造成不完全燃燒的原因:密閉空間燃燒,氧氣消耗,導致氧氣不足,燃燒不充分;
4、如何提高可燃物的燃燒效率(假設:助燃物為氧氣)
4.1、提高可燃物與氧氣的接觸面積
①木柴燃燒時,要架空火才能燃燒的更旺。俗話說:「人要虛心、火要空心」。
木頭架空後燃燒,使氧氣與木頭接觸充分,燃燒更充分
②煤球比煤塊更容易燃燒。
與氧氣的接觸面積,煤球比煤塊大的多,所以煤球更容易燃燒。
4.2、提高氧氣的濃度
氧氣濃度越大,可燃物燃燒的越充分,釋放的熱量越大。以下物質在空氣(氧氣含量21%)中與在純氧(氧氣含量100%)中燃燒情況。
4.2.1、木炭(C)
在空氣中燃燒:發出紅色的火焰,放出熱量;在純氧中燃燒:發出耀眼的白光,蒼白的火焰,燃燒劇烈,放出大量的熱。
4.2.2、鐵(Fe)
在空氣中:鐵在空氣中不能燃燒;在純氧中:鐵在純氧中劇烈燃燒,火星四射,生成黑色物質(四氧化三鐵Fe3O4)。
4.2.3、硫(S)
在空氣中:硫在空氣燃燒,發出淡藍色的火焰,生成刺激性氣味,有毒氣體二氧化硫(SO2);在純氧中:硫在純氧中劇烈燃燒,發出明亮的藍紫色火焰,生成刺激性氣味,有毒氣體二氧化硫(SO2)。
二氧化硫SO2的毒性:接觸SO2氣體有頭暈、乏力、胸悶、咳嗽、上呼吸道刺激等症狀。長期接觸會引起慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎等疾病。二氧化硫SO2可引起酸雨:二氧化硫排放的空氣中,與空氣中的雨水結合生成亞硫酸(H2SO3),亞硫酸進一步氧化生成硫酸(H2SO4),亞硫酸與硫酸都具有酸性與腐蝕性,使雨水成酸性和腐蝕性。從而形成酸雨。
問題:為什麼鐵與硫在氧氣中燃燒時,集氣瓶底都放入水,各起什麼作用?
鐵燃燒在瓶底放水:防止熔化物(四氧化三鐵)濺落瓶底,炸裂瓶子;硫燃燒在瓶底放水:瓶中放水為了吸收二氧化硫,防止汙染空氣;
4.2.4、鎂(Mg)
鎂在氧氣中劇烈燃燒,發出耀眼的白光,放出大量的熱,生成白色固體(MgO)。
5、爆炸
爆炸:在有限的空間內,氣體急劇膨脹引起爆炸
5.1、物理爆炸(不需要燃燒):氣球爆炸;高壓鍋爆炸等;
5.2、燃燒引起的爆炸
①燃燒引起的爆炸:可燃物在有限空間或密閉的空間裡快速燃燒產生高溫氣體不能及時排出,而引起的一種爆炸現象。如炸彈爆炸、鞭炮爆炸等;
燃燒引起的爆炸條件:A、有限空間或密閉的空間內;
B、可燃物快速燃燒;
②粉塵爆炸:可燃性粉塵在爆炸極限範圍內,遇到明火或高溫,粉塵間迅速燃燒,產生高溫和高壓,同時釋放出大量的熱,引起的爆炸。
燃燒引起的爆炸條件:A、可燃性粉塵;
可燃性粉塵:麵粉、鎂粉、碳粉等。
B、在爆炸極限範圍內;
爆炸極限:可燃物與空氣(或氧氣)在一定濃度範圍內均勻混合,遇著火源才會發生爆炸,這個濃度稱為爆炸極限。
C、遇到明火或高溫;
③可燃性氣體引起的爆炸
常見的可燃性氣體:甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、氫氣(H2)。
可燃性氣體在燃燒之前,需要檢驗它的純度,不純的可燃性氣體會引起爆炸。
6、防火與滅火
防火與滅火要從可燃物、助燃物、著火點三個方面進行考慮。主要措施如下:
①移走可燃物或隔離可燃物:將可燃物移走達到滅火的目的。如釜底抽薪,通過移走鍋底下的木頭,達到滅火的效果。
如森林著火,可將火源周圍的樹木砍掉形成隔離帶。防止火勢蔓延。
②降低可燃物的溫度:通過噴水或其他方式使可燃物的溫度降到著火點以下達到滅火的目的。
如用水滅火就是利用水汽化成水蒸汽,帶走大量的熱,使可燃物溫度降低的原理。
③隔絕氧氣或空氣:使可燃物與(助燃物)氧氣或空氣分離達到滅火的目的。
炒菜時,油鍋著火可用鍋蓋蓋滅。
注意:
A、油類物質(包括:汽油、煤油和食用油)著火不能用水滅火。
原因:油比水輕,漂浮在水面上,隨著水流動擴散,燃燒面積會增大。另水遇到正在燃燒的高溫油會爆炸,導致火焰飛濺擴散。
所以,油類物質著火不能用水滅,可用黃砂蓋滅,或用乾粉滅火。若炒菜時,油鍋著火可用鍋蓋蓋滅。
B、電器類著火,不可用水滅火。
原因:電器類著火用水滅火,會引起觸電,造成成生命危險。
正確操作:應及時關掉電源,後用黃砂蓋滅。
6.1、防火警示牌認識