燃烧的本质和条件.docx

精心整理

第一章燃烧的本质和条件

第一节燃烧本质

一、燃烧的本质

燃烧是可燃物与氧化剂作用产生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。简而言之，燃烧是一种放热、发光的化学反应。

随着现代科学的发展，近代链锁反应理论认为：燃烧是一种游离基的链锁反应。链锁反应也称为链式反应，即由游离基在瞬间进行的循环连续反应。游离基又称自由基或自由原子，是化合物或单质分子中的共价键在外界因素（如光、热）的影响下，分裂而成含有不成对电子的原子或原子基团，它们的化学活性非常强，在一般条件下是不稳定的，容易自行结合成稳定分子或与其它物质的分子反应生成新的游离基。当反应物产生少量的活化中心—游离基（自由基或自由原子）时，即可发生链锁反应。只要反应一经开始，就可经过许多链锁步骤自行加速发展下去（瞬间自发进行若干次），直至反应物燃尽为止。当活化中心全部消失（即游离基消失）时，链锁反应就会终止。

一般认为，链锁反应机理大致可分为三个阶段：

1、链引发。即生成游离基，使链式反应开始。生成的方法通常有热离解、光照法、催化法、放射线照射法、加入引发剂和氧化还原法等。

2、链传递。游离基作用于其它参与反应的分子，在生成产物的同时，产生新的游离基，使链式反应自行地一个传一个，不断地进行下去。

3、链终止。即游离基的消失，使链式反应终止。终止的原因一般是由于杂质的影响、抑制剂的掺人、游离基形成稳定分子、游离基撞击器壁或反应物全部变完等。

精心整理

精心整理

链反应有分支链和不分支链两种。核爆炸就是典型的分支链反应。

综上所述，物质燃烧是氧化反应，而氧化反应不一定是燃烧，能被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。可燃物质的多数氧化反应不是直接进行的，而是经过一系列复杂的中间阶段反应；不是氧化整个分子，而是氧化链锁反应中间产物游离基和原子。可见，燃烧是一种极其复杂的化学反应，游离基的链锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生的物理现象。

第二节燃烧必须具备的条件

一、发生燃烧的必要条件

发生燃烧所需要的必要条件有三个，即：可燃物、助燃物（氧化剂）和引火源。

（一）可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生剧烈化学反应的物质，都称为可燃物（也就是一切能够燃烧的物质）。

可燃物按其物理状态分为气体、液体和固体三类。如下图所示

1、气体可燃物。凡是在空气中能发生燃烧的气体，都称为可燃气体。

2、液体可燃物。凡是在空气中能发生燃烧的液体，都称为可燃液体。

3、固体可燃物。凡遇明火、热源能在空气（氧化剂）中燃烧的固体物质，都称为可燃固体。

（二）助燃物（氧或氧化剂）

凡能帮助和支持燃烧的物质，即能与可燃物发生反应的物质都称为助燃物（实质上是氧或氧化剂）。

助燃物主要有两大类：

1、空气或氧气

2、其他氧化剂。如氯酸甲、高锰酸甲、氯、溴等。

（三）引火源（也称点火源）

凡是能引起可燃物与助燃物发生燃烧反应的热能，都称为引火源。

二、发生燃烧的充分条件

（一）一定的可燃物浓度

（二）一定的氧气（氧化剂）含量

实验证明，虽有空气（氧气）存在，但浓度不够，燃烧也不会发生。由于可燃物质性质不同，燃烧所需要的含氧量也不同；在等量情况下，使某些物质完全燃烧，所需要的含氧量也有差异。便如，部分常见物质燃烧所需的最低含氧量，如图所示：

—部分常见物质燃烧所需要最低氧量

物质名称

含氧量（%）

物质名称

含氧量（%）

气油

14.4

乙醇

15.0

煤油

15.0

橡胶屑

13.0

氢气

5.9

多量棉花

8.0

（三）一定的引火能量（点火能）

不管何种形式的点火能量，都必须达到一定的强度才能引起可燃物质着火。否则，燃烧就不会发生不同可燃物质燃烧所需的引火能（点火能）各不相同。

几种常见可燃物燃烧所需要的温度如表所示

物质名称 燃点（℃）

物质名称

燃点（℃）

松木 250

照明煤油

86

棉花 210

橡油

120

布匹 200

麻

150

纸张 130

黄磷

34-60

蜡烛 190

松节油

53

（四）相互作用

燃烧不仅必须具备必要条件（三要素）和充分条件，而且还必须使以上条件相互结合、相互作用，燃烧才会发生和持续，否则，燃烧也不能发生。

对无火焰燃烧可用经典三角形（如图1-2-2）表示三者关系。燃烧三要素（三边连接）同时存在、相互作用，燃烧才会发生。

无火焰燃烧具有三个特点：

无链锁反应。

氧在可燃烧的界面。

可燃物为炽热的固体。

对有火焰燃烧，由于燃烧过程中存在未受抑制的游离基（自由基）作中间体，所以燃烧三角形增加了一个空间坐标，形成燃烧四面体。如图1-2-3所示。

温

一、火灾的定义火

温 氧

氧 第三节燃烧与火灾

按国家标准GB5907-68“消防基本术语”的定义，“凡在时间或空间上失去控制

温

的燃