Самозаймання речовин при контакті з хімічними окислювачами.

При контакті з хімічними окислювачами самозаймається більшість горючих матеріалів органічного походження. Можливість самозаймання при цьому в більшій мірі залежить від властивостей окислювачів. Розрізняють три підгрупи окислювачів в залежності від їхнього агрегатного стану.

Розглянемо особливості взаємодії найбільш характерних окислювачів.

Газоподібні окислювачі.

До найбільш поширених газів-окислювачів відносяться гази шостого і сьомого ряду таблиці Менделєєва. Це фтор, хлор, кисень, озон (F₂; Cl₂; O₂; O₃). Вони активно сполучаються з рядом речовин, причому реакція супроводжується виділенням великої кількості тепла, внаслідок чого речовини самозаймаються.

Ацетилен, водень, метан і етилен в суміші з хлором самозаймаються навіть на денному світлу. Якщо ці гази присутні в момент виділення хлору з якої-небудь речовини, самозаймання їх відбувається навіть в темряві:

C₂H₂ +F₂ = 2C + 2HF +Q.

Хлор і інші галоїди не можна зберігати разом з легкозаймистими рідинами. Наприклад скипидар в атмосфері хлору самозаймається, якщо ним просочився пористий матеріал (папір, вата, дрантя). Пари діетилового ефіру також можуть самозайматися в атмосфері хлору:

С₂Н₅ОС₂Н₅ + 4Cl₂ = Н₂О + 8НСl + 4C + 750 кДж.

Горіння органічних сполук в хлорі і фторі супроводжується виділенням вільного вуглецю у вигляді кіптяви.

При взаємодії з хлором і хлорвмісними речовинами можуть самозайматися лужні метали:

Na + 0,5Cl₂ = NaCl + 412 кДж.

Суміші чотирьоххлористого вуглецю або чотирьохбромистого вуглецю з лужними металами при нагріванні до 70^оС вибухають.

С₂Н₂Cl₄ + 2K = 2KCl + 2HCl + 2C.

Порошок сурми і мідна фольга самозаймаються в хлорі за нормальної температури:

Cu + Cl₂ = CuCl₂ +206 кДж.

Стислий кисень є енергійним окисником, який викликає самозаймання речовин, які не самозаймаються в кисні за нормальних умов. Так трихлорметан чи трихлоретилфосфат в повітрі не горять, а в атмосфері кисню стають горючими.

Стислий кисень зберігається в балонах і якщо всередину вентиля або редуктора потрапляє мінеральне масло, то при стиканні зі стислим киснем воно самозаймається і викликає вибух балона.

Дисперсні горючі речовини (сажа, борошно) з рідким киснем утворюють вибухову речовину – оксіліквіт.

Рідкі окислювачі.

До основних рідких окислювачів відносять такі як: пероксид водню, пероксиди лужних і лужноземельних металів, кисневмісні кислоти (азотна кислота, сірчана кислота, марганцева кислота HMnO; хлорнуватиста кислота HСlO₃; хлорна кислота HСlO₄ і т.п.).

Азотна кислота - сильний окислювач, розкладаючись, виділяє кисень, тому є сильним окислювачем, здатним викликати самозаймання ряду речовин:

4HNO₃ = 2H₂O + 4NO₂ +O₂.

При зіткненні з азотною кислотою самозаймаються рослинні продукти (солома, льон, деревина) скипидар і етиловий спирт. Сірководень самозаймається при контакті з димлячою азотною кислотою зі слабим вибухом.

H₂S + 2HNO₃ = 2H₂O + 2NO₂ +S + 139 кДж.

Пероксид водню при концентрації 65% а також пероксиди лужних і лужноземельних металів здатні викликати самозаймання багатьох горючих речовин (паперу, спиртів, тирси і ін.), що містять невелику кількість води, за рахунок окислення атомарним киснем, який виділяється при розкладанні пероксидів.

Na₂О₂ + H₂O = 2NaOH + O.

З перекисом натрію інтенсивно реагує сірчистий газ, причому він розжарюється до свічення, а реакція супроводжується розльотом іскор.

Тверді окислювачі.

До них відносяться:

- оксиди металів з високою мірою окислення, такі як оксид хрому CrO₃; оксид марганцю Mn₂O₇; оксид свинцю PbO₂; оксид сріблаAg₂O;

- солі кисневмісних кислот з високим ступенем окислення; хромат калію K₂CrO₄; дихромат калію K₂Cr₂O₇; перманганат каліюKMnO₄; азотнокисле срібло AgNO₃; сірчанокисла мідь CuSO₄. також відносяться персульфат амоній (NH₄)₂S₂О₈; персульфат каліюK₂S₂O₈; аміачна селітра NH₄NO₃, калієва селітра KNO₃ і інші речовини, що застосовуються як добрива і отрутохімікати в сільському господарстві, перекиси лужних і лужноземельних металів (Na₂O₂ і ін.).

Наприклад при контакті такого сильного окислювача як перманганаті калію з багатоатомними спиртами (етиленгліколь, гліцерин і т.п.) відбувається самозаймання буквально через декілька секунд після змішування.

14KMnO₄ + 5C₃H₅(OH)₃ = 14MnO + 14KOH + 15CO₂ + 13H₂O.

Суміші перманганату калію з твердими горючими речовинами надто небезпечні. Вони самозаймаються від дії концентрованих сірчаної і азотної кислот, а також від удару і тертя.

Сильним окислювачем є також  . При попаданні на хромовий ангідрит самозаймаються наступні рідини: метиловий, етиловий, бутиловий, ізобутиловий і ізоаміловий спирти; оцтовий, масляний і інш. альдегіди, цілий ряд ефіру, карбонові кислоти, ацетон і т.д.

Такі окислювачі, як селітри, хлорати, перхлорати, небезпечні, якщо вони знаходяться в контакті з горючими речовинами і здатні вибухати від удару і нагрівання, а також самозайматися при дії на них сірчаної або азотної кислоти. Причиною самозаймання є виділення кисню:

2KclO₃ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2HclO₃.

Хлорнувата кислота не існує у вільному стані і вмить розпадається:

2HclO₃ = H₂O + 2clO₂ + 0.5O₂;

2СlO₂ + H₂O = 2 Hcl + 2.5O₂.

ВИСНОВОК: знаючи особливості поведінки речовин і матеріалів в різних умовах, працівники пожежної охорони можуть здійснювати кваліфікований контроль умов зберігання і переробки горючих речовин, розробляти профілактичні заходи, які допоможуть запобігти пожежам внаслідок самозаймання.