Wiele osób wie, że śmierć podczas pożaru następuje częściej z powodu zatrucia produktami spalania niż z powodu narażenia termicznego. Ale można się otruć nie tylko podczas pożaru, ale także w życiu codziennym. Powstaje pytanie, jakie rodzaje produktów spalania istnieją i w jakich warunkach powstają? Spróbujmy to rozgryźć.
Co to jest spalanie i jego produkt?
Są trzy rzeczy, na które możesz patrzeć bez końca: jak płynie woda, jak pracują inni ludzie i, oczywiście, jak płonie ogień…
Spalanie to proces fizyczny i chemiczny oparty na reakcji redoks. Towarzyszy mu z reguły wyzwolenie energii w postaci ognia, ciepła i światła. Proces ten obejmuje substancję lub mieszaninę substancji spalających się - środki redukujące, a także utleniacz. Najczęściej rolę tę pełni tlen. Spalanie można również nazwać procesem utleniania palących się substancji (należy pamiętać, że spalanie jest podgatunkiem reakcji utleniania, a nie odwrotnie).
Produkty spalania to wszystkie uwalniane podczas spalania. Chemicy w takich przypadkach mówią: „Wszystko, co jest po prawej stronie równania reakcji”. Ale to wyrażenie nie ma zastosowania w naszym przypadku, ponieważ oprócz procesu redoks zachodzą również reakcje rozkładu, a niektóre substancje po prostu pozostają niezmienione. Oznacza to, że produktami spalania są dym, popiół, sadza, emitowane gazy, w tym spaliny. Ale produktem specjalnym jest oczywiście energia, która, jak zauważono w ostatnim akapicie, jest emitowana w postaci ciepła, światła, ognia.
Substancje uwalniane podczas spalania: tlenki węgla
Istnieją dwa tlenki węgla: CO2 i CO. Pierwszy to dwutlenek węgla (dwutlenek węgla, tlenek węgla (IV)), ponieważ jest to bezbarwny gaz składający się z węgla całkowicie utlenionego tlenem. Oznacza to, że węgiel w tym przypadku ma maksymalny stopień utlenienia - czwarty (+4). Tlenek ten jest produktem spalania absolutnie wszystkich substancji organicznych, jeśli podczas spalania znajdują się w nadmiarze tlenu. Ponadto podczas oddychania organizmy żywe uwalniają dwutlenek węgla. Sam w sobie nie jest niebezpieczny, jeśli jego stężenie w powietrzu nie przekracza 3 procent.
Tlenek węgla (II) (tlenek węgla) - CO - to trujący gaz, w cząsteczce którego węgiel jest na stopniu utlenienia +2. Dlatego ten związek może „wypalić się”, to znaczy dalej reagować z tlenem: CO+O2=CO2. Domniebezpieczną cechą tego tlenku jest jego niewiarygodnie duża, w porównaniu z tlenem, zdolność przyłączania się do czerwonych krwinek. Erytrocyty to czerwone krwinki, których zadaniem jest transport tlenu z płuc do tkanek i odwrotnie, dwutlenku węgla do płuc. Dlatego głównym niebezpieczeństwem tlenku jest to, że przeszkadza on w przenoszeniu tlenu do różnych narządów ludzkiego ciała, powodując w ten sposób głód tlenowy. To właśnie CO najczęściej powoduje zatrucie produktami spalania w ogniu.
Oba tlenki węgla są bezbarwne i bezwonne.
Woda
Dobrze znana woda - H2O - jest również uwalniana podczas spalania. W temperaturze spalania produkty uwalniane są w postaci gazu. A woda jest jak para. Woda jest produktem spalania metanu - CH4. Ogólnie rzecz biorąc, woda i dwutlenek węgla (tlenek węgla, znowu wszystko zależy od ilości tlenu) są głównie uwalniane podczas całkowitego spalania wszystkich substancji organicznych.
Gaz siarczkowy, siarkowodór
Gaz siarczkowy jest również tlenkiem, ale tym razem siarka to SO2. Ma wiele nazw: dwutlenek siarki, dwutlenek siarki, dwutlenek siarki, tlenek siarki (IV). Ten produkt spalania jest bezbarwnym gazem o ostrym zapachu zapalonej zapałki (uwalnia się, gdy się zapala). Bezwodnik jest uwalniany podczas spalania siarki, związków organicznych i nieorganicznych zawierających siarkę, na przykład siarkowodoru (Н2S).
Gdy wejdzie w kontakt z błonami śluzowymi oczu, nosa lub ust osoby, dwutlenek łatwo reaguje z wodą, tworząc kwas siarkowy, który łatwo rozkłada się z powrotem, alejednocześnie podrażnia receptory, prowokuje procesy zapalne w drogach oddechowych: SO3. Wynika to z toksyczności produktu spalania siarki. Dwutlenek siarki, podobnie jak tlenek węgla, może się palić - utleniać do SO3. Ale dzieje się to w bardzo wysokich temperaturach. Ta właściwość jest wykorzystywana w produkcji kwasu siarkowego w zakładzie, ponieważ SO3 reaguje z wodą tworząc H2SO 4.
Ale siarkowodór jest uwalniany podczas rozkładu termicznego niektórych związków. Gaz ten jest również trujący, ma charakterystyczny zapach zgniłych jaj.
Cyjanowodór
Wtedy Himmler zacisnął szczękę, przegryzł ampułkę z cyjankiem potasu i zmarł kilka sekund później.
Cyjanek potasu - najsilniejsza trucizna - sól kwasu cyjanowodorowego, znanego również jako cyjanowodór - HCN. Jest cieczą bezbarwną, ale bardzo lotną (łatwo przechodzi w stan gazowy). Oznacza to, że podczas spalania zostanie również uwolniony do atmosfery w postaci gazu. Kwas cyjanowodorowy jest bardzo trujący, nawet niewielkie stężenie w powietrzu – 0,01 proc. – jest śmiertelne. Charakterystyczną cechą kwasu jest charakterystyczny zapach gorzkich migdałów. Apetyczne, prawda?
Ale kwas cyjanowodorowy ma jedną „zapałkę” – można go zatruć nie tylko wdychając bezpośrednio przez drogi oddechowe, ale także przez skórę. Więc nie będzie działać, aby chronić się tylko maską przeciwgazową.
Akroleina
Propenalny,akroleina, aldehyd akrylowy - to wszystko nazwy jednej substancji, nienasyconego aldehydu kwasu akrylowego: CH2=CH-CHO. Ten aldehyd jest również bardzo lotną cieczą. Akroleina jest bezbarwna, ma ostry zapach i jest bardzo toksyczna. Jeśli ciecz lub jej opary dostaną się na błony śluzowe, zwłaszcza do oczu, powoduje to silne podrażnienie. Propenal jest wysoce reaktywnym związkiem, co wyjaśnia jego wysoką toksyczność.
Formaldehyd
Podobnie jak akroleina, formaldehyd należy do klasy aldehydów i jest aldehydem kwasu mrówkowego. Ten związek jest również znany jako metanal. Jest to toksyczny, bezbarwny gaz o ostrym zapachu.
Substancje zawierające azot
Najczęściej podczas spalania substancji zawierających azot uwalniany jest czysty azot - N2. Gaz ten jest już obecny w atmosferze w dużych ilościach. Przykładem produktu spalania amin może być azot. Ale podczas rozkładu termicznego, na przykład sole amonowe, aw niektórych przypadkach podczas samego spalania, jego tlenki są również emitowane do atmosfery, ze stopniem utlenienia azotu plus jeden, dwa, trzy, cztery, pięć. Tlenki to gazy o brązowym kolorze i bardzo toksyczne.
Popiół, popiół, sadza, sadza, węgiel
Sadza lub sadza – pozostałości węgla, które z różnych powodów nie zareagowały. Sadza jest również nazywana węglem amfoterycznym.
Popiół, czyli popiół - małe cząsteczki soli nieorganicznych, które nie uległy spaleniu lub rozkładowi w temperaturze spalania. Kiedy paliwo się wypala, te mikrozwiązki zawieszają się lub gromadzą na dnie.
Węgiel jest produktem niepełnego spalaniadrewno, czyli jego niespalone resztki, ale wciąż zdolne do palenia.
Oczywiście nie są to wszystkie związki, które zostaną uwolnione podczas spalania niektórych substancji. Wymienienie ich wszystkich jest nierealne i nie jest konieczne, ponieważ inne substancje są uwalniane w znikomych ilościach i tylko wtedy, gdy pewne związki ulegają utlenieniu.
Inne mieszanki: dym
Gwiazdy, las, gitara… Co może być bardziej romantycznego? I brakuje jednego z najważniejszych atrybutów - ognia i smużki dymu nad nim. Co to jest dym?
Dym to rodzaj mieszanki składającej się z gazu i zawieszonych w nim cząsteczek. Para wodna, tlenek węgla i dwutlenek węgla oraz inne działają jak gaz. A cząstki stałe to popiół i tylko niespalone pozostałości.
Wydech
Większość nowoczesnych samochodów napędzana jest silnikiem spalinowym, czyli do ruchu wykorzystywana jest energia uzyskana ze spalania paliwa. Najczęściej jest to benzyna i inne produkty ropopochodne. Jednak po spaleniu do atmosfery uwalniana jest duża ilość odpadów. To są spaliny. Uwalniane są do atmosfery w postaci dymu z rur wydechowych samochodów.
Większość ich objętości zajmuje azot, a także woda, dwutlenek węgla. Ale emitowane są również toksyczne związki: tlenek węgla, tlenki azotu, niespalone węglowodory, a także sadza i benzpiren. Ostatnie dwa to czynniki rakotwórcze, co oznacza, że zwiększają ryzyko zachorowania na raka.
Cechy produktów całkowitego utleniania (w tym przypadku spalania) substancji i mieszanin: papier, sucha trawa
KiedyPodczas spalania papieru uwalniany jest również dwutlenek węgla i woda, a przy braku tlenu uwalniany jest tlenek węgla. Ponadto papier zawiera kleje, które mogą być uwalniane i zagęszczane oraz żywice.
Ta sama sytuacja ma miejsce podczas spalania siana, tylko bez kleju i żywicy. W obu przypadkach dym jest biały z żółtym odcieniem, o specyficznym zapachu.
Drewno - drewno opałowe, deski
Drewno składa się z materii organicznej (w tym siarki i azotu) oraz niewielkiej ilości soli mineralnych. Dlatego po całkowitym spaleniu uwalniany jest dwutlenek węgla, woda, azot i dwutlenek siarki; szary, a czasem czarny dym o żywicznym zapachu, tworzy się popiół.
Związki siarki i azotu
Mówiliśmy już o toksyczności, produktach spalania tych substancji. Warto również zauważyć, że podczas spalania siarki wydobywa się dym o szaro-szarej barwie i ostrym zapachu dwutlenku siarki (ponieważ emitowany jest dwutlenek siarki); a podczas spalania substancji azotowych i innych zawierających azot jest żółto-brązowy, z drażniącym zapachem (ale nie zawsze pojawia się dym).
Metale
Podczas spalania metali powstają tlenki, nadtlenki lub ponadtlenki tych metali. Ponadto, jeśli metal zawierał pewne zanieczyszczenia organiczne lub nieorganiczne, powstają produkty spalania tych zanieczyszczeń.
Ale magnez ma właściwości spalania, ponieważ spala się nie tylko w tlenie, podobnie jak inne metale, ale także w dwutlenku węgla, tworząc tlenek węgla i magnezu: 2 Mg+CO2=C+2MgO. Dym jest biały, bezwonny.
Fosfor
Podczas spalania fosforu wydobywa się biały dym o zapachu czosnku. Powoduje to wytwarzanie tlenku fosforu.
Guma
I oczywiście opony. Dym z palącej się gumy jest czarny ze względu na dużą ilość sadzy. Ponadto uwalniane są produkty spalania substancji organicznych i tlenku siarki, dzięki czemu dym nabiera siarkowego zapachu. Uwalniane są również metale ciężkie, furan i inne toksyczne związki.
Klasyfikacja substancji trujących
Jak mogłeś zauważyć, większość produktów spalania jest trująca. Dlatego mówiąc o ich klasyfikacji, słuszne byłoby przeanalizowanie klasyfikacji substancji toksycznych.
Przede wszystkim wszystkie substancje toksyczne - zwane dalej OV - dzielą się na śmiertelne, czasowo obezwładniające i drażniące. Te pierwsze dzielą się na środki działające na układ nerwowy (Vi-X), duszące (tlenek węgla), powodujące pęcherze na skórze (gaz musztardowy) i ogólnie toksyczne (cyjanowodór). Przykładami środków czasowo obezwładniających są B-Zet i denerwujące - adasyt.
Głośność
Teraz porozmawiajmy o tych rzeczach, o których nie należy zapominać mówiąc o produktach emitowanych podczas spalania.
Objętość produktów spalania jest ważną i bardzo przydatną informacją, która np. pomoże określić poziom niebezpieczeństwa spalenia danej substancji. Oznacza to, że znając objętość produktów, możesz określić ilość szkodliwych związków, które składają się na uwalniane gazy (jak pamiętasz, większość produktów to gazy).
Aby najpierw obliczyć żądaną objętośćz kolei trzeba wiedzieć, czy był nadmiar czy brak środka utleniającego. Jeśli np. tlen był zawarty w nadmiarze, to cała praca sprowadza się do zestawienia wszystkich równań reakcji. Należy pamiętać, że paliwo w większości przypadków zawiera zanieczyszczenia. Następnie, zgodnie z prawem zachowania masy, oblicza się ilość substancji wszystkich produktów spalania i, biorąc pod uwagę temperaturę i ciśnienie, zgodnie ze wzorem Mendelejewa-Clapeyrona, znajduje się sama objętość. Oczywiście dla osoby, która nic nie wie o chemii, wszystko to wygląda przerażająco, ale w rzeczywistości nie ma nic trudnego, wystarczy to rozgryźć. Nie warto rozwodzić się nad tym bardziej szczegółowo, ponieważ artykuł nie dotyczy tego. Przy braku tlenu wzrasta złożoność obliczeń - zmieniają się równania reakcji i same produkty spalania. Ponadto obecnie stosuje się bardziej skrócone formuły, ale lepiej zacząć od przedstawionej metody (jeśli to konieczne), aby zrozumieć znaczenie obliczeń.
Zatrucie
Niektóre substancje emitowane do atmosfery podczas utleniania paliwa są toksyczne. Zatrucie produktami spalania to bardzo realne zagrożenie nie tylko w przypadku pożaru, ale również w samochodzie. Ponadto wdychanie lub przyjmowanie niektórych z nich w inny sposób nie prowadzi do natychmiastowego negatywnego wyniku, ale po pewnym czasie przypomni Ci o tym. Tak na przykład zachowują się czynniki rakotwórcze.
Oczywiście każdy musi znać zasady, aby zapobiec negatywnym konsekwencjom. Przede wszystkim są to przepisy przeciwpożarowe, czyli to, o czym każdemu dziecku mówi się od wczesnego dzieciństwa. Ale z jakiegoś powodu często się tak dziejedorośli i dzieci po prostu o nich zapominają.
Zasady udzielania pierwszej pomocy w przypadku zatrucia są również najprawdopodobniej znane wielu osobom. Ale na wszelki wypadek: najważniejsze jest wyniesienie zatrutej osoby na świeże powietrze, czyli odgrodzenie dalszych toksyn przed dostaniem się do jego organizmu. Ale trzeba też pamiętać, że istnieją metody ochrony przed produktami spalania narządów oddechowych, powierzchni ciała. Jest to kombinezon ochronny dla strażaków, masek przeciwgazowych, masek tlenowych.
Ochrona przed toksycznymi produktami spalania jest bardzo ważna.
Prywatne wykorzystanie osoby
Moment, w którym ludzie nauczyli się używać ognia do własnych celów, był niewątpliwie punktem zwrotnym w rozwoju całej ludzkości. Na przykład niektóre z jej najważniejszych produktów – ciepło i światło – były (i są nadal używane) przez człowieka do gotowania, oświetlania i ogrzewania w chłodne dni. Węgiel w czasach starożytnych był używany jako narzędzie do rysowania, a obecnie na przykład jako lekarstwo (węgiel aktywny). Odnotowano również zastosowanie tlenku siarki do przygotowania kwasu, a także tlenku fosforu.
Wniosek
Warto zauważyć, że wszystko opisane tutaj to tylko ogólne informacje przedstawione w celu zapoznania się z pytaniami dotyczącymi produktów spalania.
Chciałbym powiedzieć, że przestrzeganie zasad bezpieczeństwa i rozsądne postępowanie zarówno z samym procesem spalania, jak i jego produktami pozwoli na ich dobre wykorzystanie.
