对燃烧的进⼀步认识--链式反应
燃烧作为⼀种剧烈的化学反应,是可燃物与氧化剂作⽤发⽣的放热反应,通常伴有⽕焰、发热、发光或发烟现象。可燃物燃烧导致的⽕灾给国家、给社会带来巨⼤的损害。
燃烧的要素是:①可燃物、②氧化剂、③温度(引⽕源)。所以在灭⽕的过程中,采取的以下措施是:冷却灭⽕,将可燃物冷却到其燃点或闪点以下,使燃烧中⽌;窒息灭⽕,燃烧都必须在最低氧⽓浓度以上进⾏,因此,通过降低燃烧物周围的氧⽓浓度可以起到灭⽕的作⽤;隔离灭⽕,把可燃物与引⽕源或氧⽓隔离开来,燃烧反应就会⾃动中⽌。
但是,这些灭⽕的原理却不能够⽤来解释现在利⽤越来越⼴泛的卤代烷灭⽕剂的灭⽕原理。看来,⽀持燃烧,还有我们不知道的要素在其中,它就是⼀⼀链式反应。
2链式反应
(1)链式反应:链式反应是化学反应历程中⾮常重要的⼀种,它包括⼆个基⽊过程:链引发、链转移、链终⽌。
(2)链式反应的基本过程
链引发:反应物在⼀定外界条件作⽤⼘,产⽣具有⾼度活泼化学形态的⾃由基的过程。
条件
链转移:⾼度活泼的⾃由基与反应物继续反应,持续不断的⽣成新的物质与活泼的⾃由基。
链终⽌:活泼⾃由基与其它活泼微粒结合,形成较稳定的化合物,从⽽通过⾃由基的减少,使反应停⽌。
3燃烧中的链式反应
燃烧有焰燃烧与⽆焰燃烧两种。对于⽆焰燃烧,有可燃物、氧化剂、温度(着⽕点)⼆个条件同时存在,相互作⽤,燃烧即会发⽣。但是对于有焰燃烧,除以上⼆个条件,燃烧过程中还必须存在未受抑制的链式反应,燃烧才能够持续下去,这亦是燃烧发⽣的充分条件之⼀。
在有焰燃烧中,当某种可燃物受热时,该可燃物的分⼦会发⽣热裂解作⽤从⽽产⽣⾃由基(游离基)。⾃由基是⼀种⾼度活泼的化学形态,能与其它的⾃由基和分⼦反应,⽽使燃烧持续进⾏下去,这就是燃烧的链式反应。
如:燃料(烃类⼀RH)燃烧时,产⽣活性游离基H· 、·O·和·OH,并发⽣下列链式反应:
(可燃物分解,吸热反应)
(放热反应)
最后⼀步为强烈的放热反应,放热量远⼤于第⼀步可燃物分解的吸热量,同时再次分解出游离的·0·和·OH,使得燃烧得以持续。
所以,卤代烷灭⽕剂灭⽕的主要原理就是通过阻⽌链式反应的进⾏来达到灭⽕的⽬的。
4卤代烷灭⽕剂的灭⽕原理
卤代烷灭⽕剂的主要成分就是卤代烷(R-X),它在接触到⾼温表⾯或⽕焰时,分解产⽣活性⾃由基,⼤量扑捉、消耗燃烧链式反应中产⽣的⾃由基,破坏和抑制燃烧的链式反应,⽽起到迅速将⽕焰扑灭的作⽤。
以卤代烷CF3Br (1301)为例,⾼温下分解出的Br·起着主要作⽤:
(⾼温下分解)
Br·不断再⽣,迅速夺⾛燃烧链载体·OH和H·,使得燃烧迅速终⽌。
除了卤代烷灭⽕剂,我们⾝边还有⼀些常见的物质,也可以通过破坏链式反应来灭⽕!家庭中所⽤的⾷
盐,其主要成分氯化钠(NaCl),可以作为⼀种扑救初起⽕灾⾏之有效的灭⽕剂。我们知道,少量的氯化钠洒在⽕焰上有加剧燃烧的效果;但是如果有⼤量的氯化钠,在⾼温⽕源下,可迅速分解为氢氧化钠,通过化学作⽤,吸收燃烧环节中的⾃由基,抑制燃烧的进⾏。所以,选择⾜够的⾷盐,使燃烧反应中分解出来的⾃由基被消耗,从⽽导致燃烧反应的中断。
除了灭⽕剂外,⽣活中还有⼤量地⽅涉及到链式反应,⽐如“抗氧化剂”也是阻⽌链式反应继续进⾏的⼀种⾃由基消除剂,在润滑油、化妆品、抗癌药物、抗衰⽼保健品等中都含有⼀定成分的抗氧化剂。
>分解反应
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