- •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*
Если угол не устанавливается, то смачивание полное, капля тонкой пленкой растекается по поверхности твердого тела.
Если угол 00 < < 900, то cos > 0. Капля имеет форму плоско-выпуклой линзы, твердое тело смачивается водой. Поверхность называется гидрофильной, капля прилипает к ней.
Если угол 900 < < 1800, то cos < 0. Капля имеет форму чечевицы, тело не смачивается водой, поверхность называется гидрофобной, капля скатывается с нее.
Из формулы Юнга видно, что краевой угол смачивания можно уменьшить, снизив поверхностное натяжение воды.
6. Еще в 1815 году в докладной записке "Новый метод тушения пожаров" Семен Прокофьевич Власов говоря о важности тушения пожаров, обратил внимание на тот факт, что при высокой температуре вследствие разложения воды может быть обратный эффект. Действительно, при температуре выше 20000С возможно протекание реакции:
2Н2О 2Н2 + О2.
Пути повышения эффективности воды как отв
Эффективность водотушения существенно повышается при использовании распыленной воды.
Помимо распыления, с целью повышения огнетушащей эффективности в воду вводят различные добавки.
Смачиватели – это поверхностно-активные вещества (ПАВ), понижающие поверхностное натяжение воды. Иногда такую воду называют «мокрой водой». Такая вода проникает в пористые материалы (например, в перевозимый в кипах хлопок и рулоны ткани) гораздо лучше, чем обычная вода, и может потушить пожар, который распространился в глубину. Такая вода более эффективно проникает в торф, сено, синтетические волокна и т.п.
ПАВ – это, как правило, вещества, синтезированные на белковой или синтетической основе, например, на базе углеводородов или фторуглеводородов путем присоединения к ним гидрофильной группы, повышающей их растворимость в воде.
Упомянутый выше С.П. Власов в 1815 году предложил использовать для тушения пожаров отходы мыловаренных производств (фактически ПАВ).
ПАВ снижают поверхностное натяжение воды на границе раздела с воздухом и этим обеспечивают эластичность водных пленок в течение всего времени существования. Снижение поверхностного натяжения воды молекулами ПАВ достигается за счет их самопроизвольного концентрирования на поверхности. Причем молекулы ПАВ ориентируются углеводородными гидрофобными концами к воздуху, а полярными гидрофильными – к воде. Поэтому, если посмотреть сверху, то поверхность представляется как углеводородная, а поверхностное натяжение намного ниже, чем у воды. В результате адсорбции поверхностное натяжение воды оказывается заметно пониженным при растворении в ней даже очень небольшого количества ПАВ.
Склонность к адсорбции у молекулы ПАВ объясняется их дифильным строением, т.е. в одной молекуле имеются две части, которые резко различаются по растворимости в воде: гидрофобная часть – это УВ цепочка, и гидрофильная часть – солевой остаток кислоты.
В зависимости от знака заряда, который приобретает поверхность при адсобции молекул, все ПАВ разделяются на 4 группы:
анионные – придают поверхности отрицательный заряд (натриевая соль карбоновой кислоты);
катионные – заряжают поверхность положительно (четвертичные аммониевые соли);
неионогенные – практически не влияют на заряд поверхности (оксиэтилированный бутилфенол);
амфолитные – заряжают поверхность в зависимости от кислотности среды (рН), в кислой среде – положительно, а в щелочной – отрицательно (карбоксибетаин).
При этом поверхностное натяжение водных растворов смачивателя не должно превышать 37 МДж/м2 (у чистой воды 72 МДж/м2).
На основе фторсодержащих ПАВ была разработана “легкая вода”.Первоначально она использовалась в сдвоенной системе: сначала для того, чтобы сбить пламя, на горящую жидкость подавался огнетушащий порошок, а затем для предупреждения повторной вспышки использовалась “легкая вода”. Но “легкая вода” оказалась эффективнее, чем ожидалось. Она могла применяться без порошка, т.к. обладает двойным эффектом: охлаждающее действие и эффект поверхностного тушения. “Легкая вода” препятствует испарению жидкости, образуя пленку воды.
Для "воспрепятствования прикосновения воздуха к горящему телу" в начале XIXвека С.П. Власов предложил использовать для тушения растворы солей. Были испытаны растворы солейKCl, K2SO4, FeSO4, NaHCO3, K2CO3.
Загустители – это водорастворимые высокомолекулярные соединения, повышающие вязкость воды. К ним относится, например, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Вода, обработанная загустителями, получила название «вязкая вода». Такая вода образует пленку, которая прилипает к горящему материалу, и удерживается дольше, чем обычная вода. Но вязкая вода не проникает вглубь так же легко, как «мокрая» или обычная, необработанная вода. Она же образует скользкую поверхность, что иногда может создавать проблемы пожарным.
«Скользкая вода». Это вода, к которой добавлено небольшое количество полиэтиленоксида и полиакриламида для уменьшения вязкости воды и потери на трение в рукавах, в результате чего увеличивается дальность подачи водяной струи. Гидравлическое сопротивление сетей со «скользкой водой» примерно на 50-70 % ниже, чем обычной. Механизм действия основан на том, что полимеры при растворении образуют псевдожесткие структуры, вытянутые по ходу потока и препятствующие ее перемешиванию.