1.1.2. Понятие горения. Условия возникновения и прекращения горения

Ранее в пожарном деле применялась следующая формулировка:

процесс горения – всякая химическая реакция, сопровождающаяся выделением тепла и света [14].

Точнее будет сказать, что процесс горения – совокупность физических и химических процессов, в основе которых лежит окислительно-восстановительная реакция¹, сопровождающаяся выделением тепла и света.

Окислительно-восстановительной реакцией называют такую реакцию, при которой происходит переход электронов от одних атомов молекул или ионов к другим.

Окислителем называют вещество, атомы которого способны присоединять электроны в химической реакции.

Восстановителем называют вещество, атомы которого способны отдавать электроны в химической реакции.

Окисление – процесс отдачи электронов, восстановление – процесс присоединения электронов.

Для возникновения горения необходимы определенные условия:

• наличие горючего вещества;

• наличие окислителя (т.е. вещества, способного присоединять электроны);

• наличие источника зажигания.

Иногда эти условия изображаются в виде схемы, которая получила название «классического треугольника пожара (горения)»:

и

Рис. 1.1. Классический

треугольник пожара (горения)

сточник зажигания

окислитель горючее вещество

Разберем подробнее составляющие «треугольника пожара (горения)».

Под источником зажигания понимают средство энергетического воздействия, инициирующее горение (ГОСТ 12.1.004 [2]).

Источником зажигания может быть не только искра, пламя, тепловое проявление электрической энергии, но и, в частности, адиабатическое сжатие, что является источником зажигания, например, в дизельном двигателе. При установившемся горении источником зажигания является пламя.

В качестве окислителя чаще всего выступает кислород воздуха.

Однако иногда горение может происходить и при взаимодействии с другими окислителями:

• фтором F;

• хлором Сl, в среде которого горит, например, красный фосфор, водород, этилен;

• серой S, в среде которой горит медь;

• диоксидом углерода CO₂. Известно, что в среде СО₂ горит магний;

• веществами, содержащими кислород О₂. К ним относятся перманганат калия KMnO₄ (в быту именуемый «марганцовкой»), калиевая селитра KNO₃, перекись калия К₂О₂ и т.д.;

• прочие высокоактивные вещества, используемые в современных технологических процессах (например, газ NF₃, GeH_4, используемые при производстве полупроводников¹).

Горючее вещество и окислитель называют горючей средой, ГОСТ 12.1.004 [2].

Итак, мы выяснили, что для возникновения горения необходимы три условия: наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Необходимо добавить, что это упрощенная, качественная картина. Так, не всякая, например, искра может привести к горению. Если концентрация кислорода О₂ в помещении будет не 21 %, как при нормальных условиях, а меньше – 16-18 %, то пламенное горение станет невозможным. Дело в том, что все три условия должны присутствовать в определенном количественном соотношении, другими словами, должно быть достаточное количество горючего и окислителя, а также определенная мощность источника зажигания.

Если горение вышло из-под контроля и причиняет вред (ущерб), то оно называется пожаром.

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите определение горения.

2. Перечислите основные химические и физические процессы, составляющие горение.

3. Чем отличаются представления М.В. Ломоносова о горении от современных?

4. Перечислите условия возникновения горения.

5. Приведите примеры, когда окислителем при горении может быть не кислород воздуха.

6. Что понимают под горючей средой? Имеется ли в учебной аудитории горючая среда? Имеется ли горючая среда в кирпичном складе с железобетонным покрытием для хранения лома цветных металлов?