- •Санкт-петербургский университет государственной противопожарной службы мчс россии
- •Тема 1. Физико-химическая природа горения Введение
- •Определение горения.
- •Механизм химических реакций при горении.
- •1.3.Влияние различных факторов на скорость химических реакций при горении
- •1.4. Основные процессы, происходящие при горении.
- •1.5. Опасные факторы пожара и их воздействие на человека
- •Материальный баланс процессов горения
- •Тема 2. Пожарная опасность неорганических веществ
- •2.1. Пожарная опасность металлов
- •Образуют водород
- •2.2.2. VII группа (подгруппа VII а) Галогены (солероды)
- •2.2.3. VI группа (подгруппа VI а) Кислород и халькогены (рождающие медь)
- •2.2.4. V группа (подгруппа V а) Подгруппа азота
- •2.2.5. IV группа (подгруппа IV а) Подгруппа углерода
- •2.2.6. III группа (подгруппа III а) Подгруппа алюминия
- •2.2.7. II группа (подгруппа II а) Щелочноземельные металлы
- •2.2.8. VIII группа (подгруппа VIII а) Инертные газы
- •2.2.9. Водород
- •2.3. Классификация горючих веществ и материалов.
- •2.3.1. Окислители.
- •Тема 3. Пожароопасные свойства углеводородов
- •3.1. Ациклические предельные углеводороды (алканы)
- •1. Основные реакции алканов – реакции замещения водорода, идущие по свободно-радикальному механизму.
- •3.2. Ациклические непредельные углеводороды
- •Непредельные углеводороды
- •3.3. Галогенпроизводные углеводородов
- •3.4. Насыщенные циклические соединения (циклоалканы)
- •3.5. Ароматические углеводороды (арены)
- •3.5.1. Конденсированные циклические системы
- •Тема 4. Пожароопасные свойства кислородсодержащих органических соединений
- •4.1. Спирты
- •Классификация спиртов
- •4.1.1. Предельные одноатомные спирты
- •4.1.2. Многоатомные спирты
- •4.1.3. Фенолы
- •4.2. Простые эфиры спиртов
- •4.3. Органические перекисные соединения
- •4.4. Альдегиды и кетоны
- •4.5. Карбоновые кислоты
- •Классификация карбоновых кислот
- •4.5.1. Предельные одноосновные карбоновые кислоты
- •4.5.2. Непредельные карбоновые кислоты
- •4.5.3. Высшие жирные кислоты
- •4.5.4. Мыла
- •4.6. Сложные эфиры
- •4.6.1. Жиры
- •4.6.2. Воски
- •Тема 5. Органические соединения, содержащие серу и азот
- •5.1. Сероорганические соединения
- •5.1.1. Тиолы
- •5.1.2. Органические сульфиды
- •5.1.3. Эфиры серной кислоты
- •5.2. Азотсодержащие органические соединения
- •5.2.1. Амины
- •Первичные алифатические амины
- •Вторичные алифатические амины
- •Первичные ароматические амины
- •Химические свойства солей диазония
- •5.2.2. Цвет и строение вещества
- •5.2.3. Нитросоединения
- •Тема 6. Полимеры и полимерные материалы
- •Классификация полимеров
- •Отличительные особенности полимеров
- •6.1. Способы получения полимеров
- •6.1.1. Реакции полимеризации
- •6.1.2. Реакции поликонденсации
- •6.2. Деструкция полимеров
- •6Редельно допустимые концентрации в воздухе
- •6.3. Факторы, влияющие на термостойкость полимеров
- •6.4. Полимерные материалы
- •6.4.1. Каучуки
- •6.4.2. Пластмассы
- •6.4.3. Химические волокна
- •Тема 7. Химия огнетушащих веществ
- •7.1. Способы прекращения горения
- •Отв и способы прекращения горения
- •Применение отв для тушения пожаров различных классов
- •7. 2. Вода как отв
- •Преимущества воды как отв
- •1. Дешевизна, доступность, простота: применения, хранения, транспортировки, подачи.
- •Недостатки воды как отв
- •1. Высокая температура замерзания.
- •Если угол не устанавливается, то смачивание полное, капля тонкой пленкой растекается по поверхности твердого тела.
- •Пути повышения эффективности воды как отв
- •7.3. Пены как отв
- •7.3.1. Общая характеристика пенообразователей
- •Классификация пенообразователей по составу и назначению
- •7.3.4. Пенообразователи целевого назначения
- •7.4. Негорючие газы как отв
- •7.5. Ингибиторы горения
- •7.5.1. Хладоны как отв
- •7.5.2. Тушение порошковыми составами
- •Литература
- •Нормативные правовые акты*
3.3. Галогенпроизводные углеводородов
Галогенпроизводными углеводородов называются соединения, в которых один или несколько атомов водорода замещены атомами галогенов (фтора, хлора, брома, иода).
Галогенпроизводные делят на две подгруппы в зависимости от того, производят их от насыщенных или ненасыщенных углеводородов
В пределах каждой подгруппы в зависимости от наличия одного, двух, трех и т.д. атомов галогена различают моногалогенпроизводные, дигалогенпроизводные, тригалогенпроизводные и т.д.
Номенклатура галогенпроизводных углеводородов
По номенклатуре ИЮПАК нумеруют атомы углерода в наиболее длинной цепи, начиная с того конца, к которому ближе стоит галоген; положения ответвлений углеродной цепи (радикалов), а также положение галогена обозначают соответствующими цифрами; называют после соответствующих цифр галогены и имеющиеся радикалы, а затем основную (пронумерованную) цепь углеводорода, от которого производят данное соединение.
СН3Clхлорметан СlCH2–CH2Cl1,2-дихлорэтан
СН3
1СН3–2СН –3С –4СН32-бром-3,3-диметилбутан
BrCH3
FCl
1СН2–2СН =3С –4С –5СН31-фтор-4,4-дихлор-3-метилпентен-2
CH3Cl
Некоторые галогенпроизводные имеют еще тривиальные наименования:
СНCl3хлороформ; СНI3иодоформ; СCl4четыреххлористый углерод.
Изомерия галогенпроизводных
1. Изомерия углеродной цепи
СН2Br– СН2– СН2 – СН31-бромбутан
СН2Br– СН – СН31-бром-2-метилпропан
СН3
2. Изомерия положения галогена
СН2Br– СН2– СН2 – СН31-бромбутан
СН3– СНBr– СН2 – СН32-бромбутан
Физические свойства галогенпроизводных углеводородов
Галогензамещенные алифатических углеводородов имеют характерный запах и многие из них обладают наркотическим действием. Они почти нерастворимы в воде, но очень легко растворяются в органических растворителях, таких как спирт, эфир и др.
Температура кипения и плотность фтористых, хлористых, бромистых и иодистых соединений возрастает с повышением атомной массы галогена, т.е. наиболее низкую температуру кипения и плотность имеют фтористые, а наиболее высокую – хлористые.
Моногалогенпроизводные (хлористые и бромистые) горят характерным пламенем с зеленой каймой, трех- и четырехгалогенпроизводные метана (СНCl3 и СCl4) не горят.
Галогензамещенные метана и этана (в которых все атомы водорода замещены на галогены) носят название хладоны (фреоны, галоны).
Эти соединения в 5 – 9 раз тяжелее воздуха и в 1,5 – 2 раза тяжелее воды. Это бесцветные или желтоватые жидкости, малорастворимые в воде и хорошо растворимые в органических растворителях. Легколетучи – температура кипения этих соединений от – 580С до 500С; имеют низкие температуры замерзания до – 1150С; обладают высокой смачивающей способностью и низкой коррозионной активностью; диэлектрики.
Способы получения галогенуглеводородов
1. Из предельных углеводородов – реакцией замещения
h
С2Н6+Cl2C2H5Cl+HCl
этан хлорэтан
2. Из непредельных углеводородов – реакцией присоединения
2.1. Галогенирование
СН3 – СН = СН2 + Br2 CH3 – CHBr – CH2Br
пропен 1,2-дибромпропан
2.2. Гидрогалогенирование
СН3– СН = СН2+HBrCH3–CHBr–CH3
пропен 2-бромпропан
3. Гидрогалогенирование спиртов
С2Н5ОН + НBrС2Н5Br+ Н2О
этанол бромэтан
Химические свойства галогенуглеводородов
1. Получение предельных углеводородов из галогенпроизводных (реакция Вюрца)
C2H5–Cl+ 2Na+Cl– С2Н5 С2Н5– С2Н5 + 2NaCl
хлорэтан хлорэтан бутан
2. Получение непредельных углеводородов дегидрогалогенированием галогенпроизводных
СН2– СН2– СН3+ КОНспи рт СН2= СН – СН3+KBr+H2O
Br1-бромпропан пропен
3. Получение спиртов омылением галогенуглеводородов
СН2– СН2– СН3+ КОНводн. СН2– СН – СН3+KBr
Br1-бромпропан ОН пропанол-1
Применение галогенуглеводородов
Многие галогенпроизводные используются в качестве промежуточных продуктов при синтезах других веществ (например, хлоропрен при синтезе каучука).
Галогенпроизводные метана и этана – хладоны – используются как эффективные огнетушащие вещества. Они используются для тушения всех классов пожаров, кроме D (горения металлов). Нормативная огнетушащая концентрация минимальна среди всех огнетушащих веществ до 0,37 кг/м3.
Хлороформ СНCl3 впервые был синтезирован в 1831 году одновременно Либихом и Субейраном. В 1848 году хлороформ был применен англичанином Симпсоном для наркоза при хирургических операциях. В России был применен знаменитым хирургом Н.И. Пироговым.
В качестве обеззараживающего (антисептического) средства с давних времен в зубоврачебной практике и при приготовлении мазей и повязок используется иодоформ СН3I.
Четыреххлористый углерод СCl4 широко применяется в качестве растворителя, хорошо растворяющего каучук, жиры, лаки и т.д. Вещество негорючее. В быту применяется для выведения пятен.
Хлористый этил (хлорэтан) С2Н5Сl при обычных условиях газ с температурой кипения +120С. При сравнительно небольшом охлаждении хлористый этил превращается в жидкость, которая при обычной температуре кипит, поглощая большое количество теплоты. Это свойство его используется в медицине для получения местного обезболивания (“заморозки”) при небольших операциях.