Das Brennbarkeit ist der Reaktivitätsgrad einer Verbindung gegenüber einer heftigen exothermen Reaktion mit Sauerstoff oder einem anderen Oxidationsmittel (Oxidationsmittel). Dies gilt nicht nur für chemische Substanzen, sondern auch für eine Vielzahl von Materialien, die nach den darauf basierenden Bauvorschriften klassifiziert sind..
Daher ist die Brennbarkeit äußerst wichtig, um festzustellen, wie leicht Materie verbrennt. Von hier aus werden brennbare Substanzen oder Verbindungen, Kraftstoffe und Nichtbrennstoffe freigesetzt..
Die Brennbarkeit des Materials hängt nicht nur von seinen chemischen Eigenschaften (Molekülstruktur oder Stabilität der Bindungen) ab, sondern auch von seinem Oberflächen-Volumen-Verhältnis; Das heißt, je größer die Oberfläche eines Objekts (z. B. Matschstaub) ist, desto größer ist seine Neigung zum Brennen..
Optisch können die Glühlampen- und Flammeneffekte beeindruckend sein. Die Flammen mit ihren Gelb- und Rottönen (Blau und andere Farben) weisen auf eine latente Transformation hin; obwohl früher angenommen wurde, dass Atome der Materie dabei zerstört wurden.
Die Untersuchungen des Feuers sowie der Brennbarkeit beinhalten eine dichte Theorie der Molekulardynamik. Darüber hinaus ist das Konzept von Autokatalyse, weil die Wärme der Flamme die Reaktion „speist“, so dass sie nicht stoppt, bis der gesamte Brennstoff reagiert hat
Aus diesem Grund erweckt Feuer manchmal den Eindruck, am Leben zu sein. Im streng rationalen Sinne ist Feuer jedoch nichts anderes als Energie, die sich in Licht und Wärme manifestiert (selbst bei der immensen molekularen Komplexität des Hintergrunds)..
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Bekannt auf Englisch als Flammpunkt, ist die Mindesttemperatur, bei der sich ein Stoff entzündet, um die Verbrennung zu starten.
Der gesamte Feuerprozess beginnt mit einem kleinen Funken, der die notwendige Wärme liefert, um die Energiebarriere zu überwinden, die verhindert, dass die Reaktion spontan abläuft. Andernfalls würde der minimale Kontakt von Sauerstoff mit einem Material dazu führen, dass es selbst bei Gefriertemperaturen brennt..
Der Flammpunkt ist der Parameter, der definiert, wie brennbar ein Stoff oder ein Material sein kann oder nicht. Daher hat eine leicht brennbare oder brennbare Substanz einen niedrigen Flammpunkt; Das heißt, es sind Temperaturen zwischen 38 und 93 ° C erforderlich, um ein Feuer zu verbrennen und auszulösen.
Der Unterschied zwischen brennbaren und brennbaren Stoffen ist völkerrechtlich geregelt. In diesem Fall können die betrachteten Temperaturbereiche im Wert variieren. Auch die Wörter "Brennbarkeit" und "Entflammbarkeit" sind austauschbar; aber sie sind nicht "brennbar" oder "brennbar".
Ein brennbarer Stoff hat im Vergleich zu einem brennbaren Stoff einen niedrigeren Flammpunkt. Aus diesem Grund sind brennbare Substanzen möglicherweise gefährlicher als Kraftstoffe und ihre Verwendung wird streng überwacht..
Beide Prozesse oder chemischen Reaktionen bestehen aus einem Elektronentransfer, an dem Sauerstoff teilnehmen kann oder nicht. Sauerstoffgas ist ein starkes Oxidationsmittel, dessen Elektronegativität seine O = O-Doppelbindung reaktiv macht. Nach Aufnahme von Elektronen und Bildung neuer Bindungen wird Energie freigesetzt.
So wird bei einer Oxidationsreaktion O.zwei gewinnt Elektronen aus einer ausreichend reduzierenden Substanz (Elektronendonor). Beispielsweise rosten viele Metalle, die mit Luft und Feuchtigkeit in Kontakt kommen. Silber wird dunkler, Eisen wird rot und Kupfer kann sogar eine Patina-Farbe annehmen.
Dabei geben sie jedoch keine Flammen ab. In diesem Fall hätten alle Metalle eine gefährliche Brennbarkeit und Gebäude würden in der Hitze der Sonne brennen. Hier liegt der Unterschied zwischen Verbrennung und Oxidation: die freigesetzte Energiemenge.
Bei der Verbrennung tritt eine Oxidation auf, bei der die freigesetzte Wärme selbsttragend, hell und heiß ist. Ebenso ist die Verbrennung ein viel schnellerer Prozess, da jede Energiebarriere zwischen dem Material und Sauerstoff (oder einer oxidierenden Substanz wie Permanganaten) überwunden wird..
Andere Gase wie Clzwei und der F.zwei Sie können heftig exotherme Verbrennungsreaktionen auslösen. Und unter den oxidierenden Flüssigkeiten oder Feststoffen befindet sich Wasserstoffperoxid, H.zweiODERzwei, und Ammoniumnitrat, NH4NICHT3.
Wie gerade erklärt, darf es keinen zu niedrigen Flammpunkt haben und mit Sauerstoff oder Oxidationsmittel reagieren können. Viele Substanzen gelangen in diese Art von Material, insbesondere Gemüse, Kunststoffe, Holz, Metalle, Fette, Kohlenwasserstoffe usw..
Einige sind fest, andere flüssig oder sprudelnd. Gase sind im Allgemeinen so reaktiv, dass sie per Definition als brennbare Substanzen angesehen werden.
Gase sind diejenigen, die viel leichter verbrennen, wie Wasserstoff und Acetylen, C.zweiH.4. Dies liegt daran, dass sich das Gas viel schneller mit dem Sauerstoff mischt, was einer größeren Kontaktfläche entspricht. Sie können sich leicht ein Meer gasförmiger Moleküle vorstellen, die direkt am Zünd- oder Zündpunkt miteinander kollidieren..
Die Reaktion gasförmiger Brennstoffe ist so schnell und effektiv, dass Explosionen entstehen. Aus diesem Grund stellen Gaslecks eine Situation mit hohem Risiko dar..
Es sind jedoch nicht alle Gase brennbar oder brennbar. Beispielsweise reagieren Edelgase wie Argon nicht mit Sauerstoff.
Die gleiche Situation tritt bei Stickstoff aufgrund seiner starken N≡N-Dreifachbindung auf; Es kann jedoch unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen, wie sie beispielsweise bei einem Gewitter auftreten, platzen..
Wie ist die Brennbarkeit von Feststoffen? Jedes Material, das hohen Temperaturen ausgesetzt ist, kann sich entzünden. Die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, hängt jedoch vom Verhältnis von Oberfläche zu Volumen (und anderen Faktoren wie der Verwendung von Schutzfilmen) ab..
Physikalisch dauert das Verbrennen eines festen Feststoffs länger und verbreitet weniger Feuer, da seine Moleküle weniger mit Sauerstoff in Kontakt kommen als ein laminarer oder pulverisierter Feststoff. Zum Beispiel brennt eine Papierreihe viel schneller als ein Holzblock mit den gleichen Abmessungen..
Ebenso brennt ein Haufen Eisenpulver im Vergleich zu einem Eisenblech stärker..
Chemisch hängt die Brennbarkeit eines Feststoffs davon ab, aus welchen Atomen er besteht, wie sie angeordnet sind (amorph, kristallin) und von der Molekülstruktur. Wenn es trotz einer komplexen Struktur hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen besteht, tritt beim Verbrennen die folgende Reaktion auf:
C + O.zwei => COzwei
Die Kohlenstoffe sind aber nicht allein, sondern werden von Wasserstoff und anderen Atomen begleitet, die ebenfalls mit Sauerstoff reagieren. Somit ist H.zweiBÄR3, NICHTzwei, und andere Verbindungen.
Die bei der Verbrennung entstehenden Moleküle hängen jedoch von der Menge des reagierenden Sauerstoffs ab. Wenn Kohlenstoff zum Beispiel mit einem Sauerstoffdefizit reagiert, ist das Produkt:
C + 1 / 2Ozwei => CO
Beachten Sie, dass der COzwei und CO, COzwei es ist mehr sauerstoffhaltig, weil es mehr Sauerstoffatome hat. Daher erzeugen unvollständige Verbrennungen Verbindungen mit weniger O-Atomen im Vergleich zu denen, die bei vollständiger Verbrennung erhalten werden..
Neben Kohlenstoff können metallische Feststoffe vorhanden sein, die vor dem Verbrennen noch höheren Temperaturen standhalten und zu den entsprechenden Oxiden führen. Im Gegensatz zu organischen Verbindungen setzen Metalle keine Gase frei (es sei denn, sie weisen Verunreinigungen auf), da ihre Atome auf die Metallstruktur beschränkt sind. Sie brennen wo sie sind.
Die Brennbarkeit von Flüssigkeiten hängt von ihrer chemischen Natur ab, ebenso wie ihr Oxidationsgrad. Sehr oxidierte Flüssigkeiten, ohne dass viele Elektronen abgegeben werden müssen, wie Wasser oder Tetrafluorkohlenwasserstoff, CF.4, nicht wesentlich brennen.
Noch wichtiger als diese chemische Eigenschaft ist jedoch der Dampfdruck. Eine flüchtige Flüssigkeit hat einen hohen Dampfdruck, was sie brennbar und gefährlich macht. Warum? Weil die gasförmigen Moleküle, die auf der Oberfläche der Flüssigkeit "herumschleichen", als erste brennen und den Brennpunkt des Feuers darstellen.
Flüchtige Flüssigkeiten zeichnen sich durch starke Gerüche aus und ihre Gase nehmen schnell ein großes Volumen ein. Benzin ist ein klares Beispiel für eine leicht entzündliche Flüssigkeit. Und in Bezug auf Kraftstoffe gehören Diesel und andere schwerere Kohlenwasserstoffgemische zu den häufigsten..
Einige Flüssigkeiten wie Wasser können nicht verbrennen, weil ihre gasförmigen Moleküle ihre Elektronen nicht an Sauerstoff abgeben können. Tatsächlich wird es instinktiv verwendet, um Flammen zu löschen, und ist eine der Substanzen, die von Feuerwehrleuten am häufigsten angewendet werden. Die intensive Hitze des Feuers wird auf das Wasser übertragen, wodurch es in die Gasphase übergeht.
Sie wurden in realen und fiktiven Szenen gesehen, wie das Feuer auf der Meeresoberfläche brennt; Der wahre Kraftstoff ist jedoch Öl oder jedes Öl, das nicht mit Wasser mischbar ist und auf der Oberfläche schwimmt.
Alle Kraftstoffe, deren Zusammensetzung einen Prozentsatz an Wasser (oder Feuchtigkeit) enthält, haben infolgedessen eine Abnahme ihrer Brennbarkeit zur Folge.
Dies ist wiederum auf die Tatsache zurückzuführen, dass ein Teil der anfänglichen Wärme durch Erhitzen der Wasserteilchen verloren geht. Aus diesem Grund verbrennen feuchte Feststoffe erst, wenn ihr Wassergehalt beseitigt ist..
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