BRANDBAARHEID: VLAMPUNT EN KENMERKEN - CHEMIE - 2026

De brandbaarheid is de mate van reactiviteit van een verbinding om krachtig exotherm te reageren met zuurstof of een ander oxidatiemiddel (oxidatiemiddel). Het is niet alleen van toepassing op chemische stoffen, maar ook op een breed scala aan materialen, die op basis daarvan worden geclassificeerd door Bouwcodes.

Daarom is brandbaarheid buitengewoon belangrijk bij het vaststellen van het gemak waarmee materie verbrandt. Van hieruit komen brandbare stoffen of verbindingen, brandstoffen en niet-brandstoffen vrij.

Bron: Pxhere

De brandbaarheid van het materiaal hangt niet alleen af ​​van de chemische eigenschappen (moleculaire structuur of stabiliteit van de bindingen) maar ook van de verhouding tussen oppervlak en volume; dat wil zeggen, hoe groter het oppervlak van een object (zoals slush-stof), hoe groter de neiging tot verbranden.

Visueel kunnen de gloeiende en vlammende effecten indrukwekkend zijn. De vlammen met hun schakeringen van geel en rood (blauw en andere kleuren) duiden op een latente transformatie; Hoewel vroeger werd aangenomen dat atomen van materie tijdens het proces werden vernietigd.

De studies van vuur, evenals die van brandbaarheid, omvatten een dichte theorie van moleculaire dynamica. Bovendien doet het concept van autokatalyse mee, omdat de hitte van de vlam de reactie "voedt" zodat deze niet stopt voordat alle brandstof heeft gereageerd.

Om die reden wekt vuur soms de indruk te leven. In strikt rationele zin is vuur echter niets meer dan energie die zich manifesteert in licht en warmte (zelfs met de immense moleculaire complexiteit op de achtergrond).

Vlam- of ontstekingspunt

Bekend in het Engels als vlampunt, het is de minimum temperatuur waarbij een stof ontbrandt om verbranding te starten.

Het hele vuurproces begint met een kleine vonk, die de nodige warmte levert om de energiebarrière te overwinnen die voorkomt dat de reactie spontaan plaatsvindt. Anders zou het minimale contact van zuurstof met een materiaal ervoor zorgen dat het zelfs bij vriestemperaturen verbrandt.

Het vlampunt is de parameter om te bepalen hoe brandbaar een stof of materiaal wel of niet kan zijn. Daarom heeft een zeer brandbare of brandbare stof een laag vlampunt; dat wil zeggen, het vereist temperaturen tussen 38 en 93 ° C om te branden en een vuur te ontketenen.

Het verschil tussen een brandbare en brandbare stof wordt beheerst door internationaal recht. Aangezien dit het geval is, kunnen de beschouwde temperatuurbereiken in waarde variëren. Ook zijn de woorden 'brandbaarheid' en 'ontvlambaarheid' onderling uitwisselbaar; maar ze zijn niet 'brandbaar' of 'brandbaar'.

Een brandbare stof heeft een lager vlampunt dan dat van een brandbare stof. Om deze reden zijn brandbare stoffen potentieel gevaarlijker dan brandstoffen, en er wordt streng gecontroleerd op het gebruik ervan.

Verschillen tussen verbranding en oxidatie

Beide processen of chemische reacties bestaan ​​uit een overdracht van elektronen waaraan zuurstof al dan niet kan deelnemen. Zuurstofgas is een krachtig oxidatiemiddel, waarvan de elektronegativiteit de O = O dubbele binding reactief maakt, die, na het accepteren van elektronen en het vormen van nieuwe bindingen, energie vrijgeeft.

Bij een oxidatiereactie verkrijgt O _{2 dus} elektronen uit elke voldoende reducerende stof (elektronendonor). Veel metalen die in contact komen met lucht en vocht, gaan bijvoorbeeld roesten. Zilver wordt donkerder, ijzer wordt rood en koper kan zelfs een patinakleur krijgen.

Ze geven daarbij echter geen vlammen af. Als dat zo is, zouden alle metalen een gevaarlijke brandbaarheid hebben en zouden gebouwen in de hitte van de zon branden. Hier ligt het verschil tussen verbranding en oxidatie: de hoeveelheid energie die vrijkomt.

Bij verbranding vindt een oxidatie plaats waarbij de vrijkomende warmte zichzelf in stand houdt, helder en heet is. Evenzo is verbranding een veel sneller proces, omdat elke energiebarrière tussen het materiaal en zuurstof (of een oxiderende stof, zoals permanganaten) wordt overwonnen.

Andere gassen, zoals Cl ₂ en F _2, kunnen heftig exotherme verbrandingsreacties op gang brengen. En tot de oxiderende vloeistoffen of vaste stoffen behoren waterstofperoxide, H ₂ O ₂ en ammoniumnitraat, NH ₄ NO ₃ .

Kenmerken van een brandstof

Zoals zojuist uitgelegd, mag het geen te laag vlampunt hebben en moet het kunnen reageren met zuurstof of oxidatiemiddel. Veel stoffen komen in dit soort materiaal terecht, vooral groenten, plastic, hout, metalen, vetten, koolwaterstoffen, etc.

Sommige zijn vast, andere vloeibaar of bruisend. Gassen zijn over het algemeen zo reactief dat ze volgens de definitie als brandbare stoffen worden beschouwd.

-Gas

Gassen branden veel gemakkelijker, zoals waterstof en acetyleen, C ₂ H ₄ . Dit komt doordat het gas veel sneller mengt met de zuurstof, wat gelijk staat aan een groter contactoppervlak. Je kunt je gemakkelijk voorstellen dat een zee van gasvormige moleculen met elkaar in botsing komt juist op het punt van ontsteking of ontbranding.

De reactie van gasvormige brandstoffen is zo snel en effectief dat explosies worden gegenereerd. Om deze reden vormen gaslekken een situatie met een hoog risico.

Niet alle gassen zijn echter brandbaar of brandbaar. Edelgassen, zoals argon, reageren bijvoorbeeld niet met zuurstof.

Dezelfde situatie doet zich voor met stikstof, vanwege de sterke drievoudige binding N≡N; het kan echter scheuren onder extreme druk- en temperatuuromstandigheden, zoals bij onweer.

-Solide

Hoe is de brandbaarheid van vaste stoffen? Elk materiaal dat aan hoge temperaturen wordt blootgesteld, kan vlam vatten; de snelheid waarmee dit gebeurt, is echter afhankelijk van de oppervlakte-volumeverhouding (en andere factoren, zoals het gebruik van beschermende films).

Fysiek duurt het langer om een ​​vaste vaste stof te verbranden en verspreidt ze minder vuur omdat de moleculen minder in contact komen met zuurstof dan een laminaire of verpulverde vaste stof. Een rij papier verbrandt bijvoorbeeld veel sneller dan een blok hout van dezelfde afmetingen.

Ook brandt een stapel ijzerpoeder krachtiger dan een ijzeren plaat.

Organische en metallische verbindingen

Chemisch gezien hangt de brandbaarheid van een vaste stof af van de atomen waaruit het bestaat, hun rangschikking (amorf, kristallijn) en de moleculaire structuur. Als het voornamelijk uit koolstofatomen bestaat, zelfs met een complexe structuur, treedt bij verbranding de volgende reactie op:

C + O ₂ => CO ₂

Maar de koolstofatomen zijn niet alleen, maar vergezeld van waterstofatomen en andere atomen, die ook reageren met zuurstof. Zo worden H ₂ O, SO ₃ , NO ₂ en andere verbindingen geproduceerd.

De moleculen die bij verbranding worden geproduceerd, zijn echter afhankelijk van de hoeveelheid reagerende zuurstof. Reageert bijvoorbeeld koolstof met zuurstoftekort, dan is het product:

C + 1 / 2O ₂ => CO

Merk op dat tussen CO ₂ en CO, CO ₂ wordt meer zuurstof, omdat het meer zuurstofatomen. Daarom genereren onvolledige verbrandingen verbindingen met een lager aantal O-atomen, vergeleken met die verkregen bij volledige verbranding.

Naast koolstof kunnen er metalen vaste stoffen zijn die zelfs nog hogere temperaturen weerstaan ​​voordat ze worden verbrand en de bijbehorende oxiden ontstaan. In tegenstelling tot organische verbindingen, geven metalen geen gassen af ​​(tenzij ze onzuiverheden bevatten), omdat hun atomen beperkt zijn tot de metalen structuur. Ze branden waar ze zijn.

Vloeistoffen

De brandbaarheid van vloeistoffen hangt af van hun chemische aard, evenals hun oxidatiegraad. Sterk geoxideerde vloeistoffen, zonder veel elektronen om te doneren, zoals water of tetrafluorkoolstof, CF ₄ , verbranden niet significant.

Maar nog belangrijker dan deze chemische eigenschap is de dampspanning. Een vluchtige vloeistof heeft een hoge dampspanning, waardoor deze brandbaar en gevaarlijk is. Waarom? Omdat de gasvormige moleculen die door het oppervlak van de vloeistof "sluipen", als eerste branden en het brandpunt van het vuur vertegenwoordigen.

Vluchtige vloeistoffen onderscheiden zich door sterke geuren en hun gassen nemen snel een groot volume in. Benzine is een duidelijk voorbeeld van een licht ontvlambare vloeistof. En als het om brandstoffen gaat, behoren diesel en andere zwaardere koolwaterstofmengsels tot de meest voorkomende.

Water

Sommige vloeistoffen, zoals water, kunnen niet branden omdat hun gasvormige moleculen hun elektronen niet kunnen afstaan ​​aan zuurstof. Het wordt zelfs instinctief gebruikt om vlammen te doven en het is een van de meest toegepaste middelen door brandweerlieden. De intense hitte van het vuur wordt overgedragen op het water, dat het gebruikt om over te schakelen naar de gasfase.

Ze zijn in echte en fictieve scènes gezien hoe het vuur op het zeeoppervlak brandt; de echte brandstof is echter olie of een andere olie die niet mengbaar is met water en op het oppervlak drijft.

Alle brandstoffen die een percentage water (of vocht) in hun samenstelling hebben, hebben als gevolg een afname van hun brandbaarheid.

Dit komt weer omdat een deel van de aanvankelijke warmte verloren gaat door verhitting van de waterdeeltjes. Om deze reden verbranden natte vaste stoffen pas als hun watergehalte is verwijderd.

Referenties

1. Chemicool Dictionary. (2017). Definitie van brandstof. Hersteld van: chemicool.com
2. Zomers, Vincent. (5 april 2018). Is stikstof brandstof? Wetenschappelijk. Hersteld van: sciencing.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Verbrandingsdefinitie (chemie). Hersteld van: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2018). Brandbaarheid en ontvlambaarheid. Hersteld van: en.wikipedia.org
5. Marpic Webdesign. (2015, 16 juni). Welke soorten branden zijn er en hoe is de brandbaarheid van de materialen die deze typologie bepalen? Hersteld van: marpicsl.com
6. Leer noodgevallen. (sf). Theorie van vuur. Hersteld van: aprendemergencias.es
7. Quimicas.net (2018). Voorbeelden van ontvlambare stoffen. Hersteld van: quimicas.net