較真要點:
氫氣是一種高度易燃易爆的氣體,體積濃度在4-75%之間時都有可能發生爆炸。當氫氣球使用的氫氣的純度不足時遇到明火,還會發生更嚴重的爆炸。
查證者:孫亞飛丨清華大學化學博士
據媒體報導,前不久,在湖南長沙的一家KTV裡,發生了一場五人被燒傷的事故,究其原因,居然是因為氫氣球爆炸了。事故發生以後,肇事者依法被拘留,他回憶了事情發生經過:在電梯裡,一名手持多個氫氣球的男子想要送一個氫氣球給陌生女子,但是因為打了死結,總是解不開,於是肇事者趁著酒意,掏出打火機想把繩子燒斷,慘劇就此發生。
不少人都知道氫氣球有風險,只是氫氣球發生爆炸的風險有多高呢?本文將解答清楚這一問題。
一、氫原子質量小,因此能穿透氣球產生洩露
氫是元素周期表上第一個元素,氫氣是氫元素的單質。因為原子量小,在同樣的條件下,氫氣是密度最小的一種氣體,大約只有空氣的1/15,所以在空氣中很容易漂浮起來。
同樣也是因為原子量低,氫氣也是穿透性最強的氣體之一,在研究過程中,氫氣甚至可以穿透一些鋼板。而氫氣球一般是用橡膠或塑料膜製成,在氣球膨脹較大的時候,橡膠或塑料膜是阻擋不住氫氣洩漏的,所以氫氣球在充氣後,通常也就能維持一天的時間。
二、氫氣是一種高度易燃易爆的氣體,當純度不足的時候更易發生爆炸
氫氣也是一種高度易燃易爆的氣體,它可以和氧氣發生劇烈反應產生水。在空氣中,氫氣的體積濃度在4-75%之間時,都有可能發生爆炸。這一爆炸範圍非常寬,幾乎可以說,只要氫氣洩漏,就具備爆炸的條件。
所以,即便不考慮明火,氫氣球都是不安全的。當橡膠之間摩擦產生靜電並引發電火花時,也足以引燃或引爆氫氣球。
在實際操作過程中,可能還會出現更危險的情況。氫氣是一種比較容易獲取的氣體,常見的金屬和酸發生反應,就會產生氫氣,工業上也可以通過電解水獲取氫氣。無論是哪種方式製備氫氣,都需要經過提純後才能應用,否則氫氣中可能含有氧氣,更加危險。但是,不排除有不法商販,在生產灌裝氫氣的時候,不嚴格按照工藝操作,導致氫氣的純度不足。
下面這個視頻中,消防人員演示了純氫氣球和混入了空氣的氫氣球在遇到明火的情況下爆炸的程度:
我們可以看到,充入了純淨氫氣的氫氣球在遇到明火之後只發生了很小的爆炸,而混入了空氣的氫氣球則發生了較大的爆炸,但由於氫氣是易燃氣體,遇明火後都燃燒了起來。
三、我國規定氣象用氫氣球應用氦氣取代,但對玩具氫氣球尚未明確要求
總之,用氫氣來生產氣球,是一種很不安全的做法。視頻中也提到,早在2006年,我國就已經發布《關於進一步加強釋放氣球安全管理工作的通知》,規定了氣象用的氫氣球,應用氦氣取代。不過,因為氦氣的價格較高,對於玩具氫氣球,我國尚未作出明確要求。
氦氣的密度大約是氫氣的兩倍,但是比空氣還是要低得多。這是一種惰性氣體,幾乎不與任何物質發生化學反應,所以就算和氧氣混合起來,也根本不用擔心氦氣的燃爆風險,這一點我們在上面的視頻中也可以直觀的看到。
只不過,氦氣的主要來源是放射性元素裂變的產物,在地球上的儲量極其有限,而且會在大氣層頂層向太空逸出,用一點少一點。與此同時,氦氣又是一種用途非常廣的物質,比如它擁有所有物質最低的熔沸點,所以在尖端儀器中,它可以營造極低的溫度,且無可取代。因此,氦氣其實也不是理想的氣球充氣材料,這可能也是我國尚未強制要求玩具氣球採用氦氣灌裝的一個重要原因。
在各方面原因綜合影響下,對於那些可以「飛天」的氣球,我國目前通常還是用氫氣充氣,氦氣球非常少見。但是,在購買或者玩耍這些氫氣球的時候,一定要注意避免明火和過熱,以免發生不測。為了孩子和家人的健康成長,最好是根本別去玩耍這種飄在空中的炸彈。
本文編輯:Zoey
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