第七单元 燃料及其利用 课题1 燃烧和灭火 燃烧和灭火 所有课件综合讲义[上学期]

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名称 第七单元 燃料及其利用 课题1 燃烧和灭火 燃烧和灭火 所有课件综合讲义[上学期]
格式 rar
文件大小 25.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2006-02-22 09:23:00

文档简介

第六章 化学防灾
第一节 易燃,有毒气体
一、一氧化碳(CO) Carbon monoxide
(1)一氧化碳之来源
一氧化碳(CO=28.01)为无色、无味、无臭之气体,对空气的比重为0.9670。F.L.12.6~
74.2%,引火点609~610℃,在0℃下对100ml水能溶3.3ml,能溶于乙酸乙酯,氯仿、冰醋酸,对甲醇及乙醇之溶解度约为水之7倍。
当有机物在不完全燃烧时易产生一氧化碳。在小房间燃烧大量木炭、焦炭或汽车之排气,火灾现场、煤矿爆炸、火炸药爆炸时产生一氧化碳之量特别多。下表为大约之数字:
表17不同情形下之平均一氧化碳含量
来 源
CO %
火灾时之室内
0.1~4
煤矿粉尘爆炸后之矿内
7.0~8.0
代拿迈之爆炸
28
黑色火药
10
三硝基甲苯
60
汽车排气(汽油)
4~7
都市瓦斯
4~12
香烟
0.5~1
?
目前我国对汽车排气之CO量似沿用外国所订之4.5%,但世界各国依内燃机燃烧性能之改良此数字已逐渐下降,有些国家已规定新车之排气需在1.6%以下。
在外国当作燃料用之都市瓦斯(煤炭瓦斯)近年来添加甲烷以控制一氧化碳量自原来之10%降至4%左右。
(2)对人体之影响
一氧化碳易与血液中之血红素(Haemoglobin,Hb)结合而成一氧化碳血红素(Carboxyhaemoglobin,CO-Hb),正常时Hb在肺脏接受O2,而将O2供应于各组织。CO与Hb之亲和力通常被认定为O2之约210倍以上,当形成CO-HB时倘能呼吸不含CO之空气时,O2能缓慢解离CO而经由血液排出于体外。
支配中毒深浅之因素在空气中之CO浓度,吸入时间,单位时间内之吸入量,组织内氧气之需求量,血液中之Hb量等,通常在激烈运动或贫血时较易中毒。
急性CO中毒时属低氧症与CO-Hb浓度有关,此时组织对氧气需求量大时中毒较深。
CO对中毒之程度约为如表18
表18 空气中之CO浓度与中毒症状
空气中CO %
CO吸入时间(小时)
CO-Hb %
症 状
0.01<
不 定
0~10
无症状
0.01~0.02
不 定
10~20
轻度头痛
0.02~0.03
5~6
20~30
头痛
0.04~0.06
4~5
30~40
激烈头痛、呕吐、视力减退
0.07~0.10
3~4
40~50
同上,并有脉搏、呼吸故增加
0.11~0.15
1.5~3
50~60
脉搏吸急速、昏睡、抽筋
0.16~0.30
1~1.5
60~70
心脏衰竭
0.50~1.00
1~2(分钟)
70~80
脉搏、呼吸微弱而致死
?
图19 一氧化碳检知管 图20 押入式帮浦
?
另有对抽烟者之研究报告(3)每日抽10~40支者其CO-Hb浓度平均在4.9%。
因CO不蓄积在体内,所以被认为无慢性中毒之迹象,但需注意常反复吸入CO而呈缺氧症时易引起中枢神经为之损伤以致引起知觉、记忆等障碍。为避免此情形发生美国在工厂内空气中之CO含量规定MAC 0.01Vol.%(l00ppm)。日本则规定(1)连续8小时之条件下1小时之平均值在20ppm以下。(2)连续24小时之条件下1小时之平均值在l0ppm以下。
(3)代谢
吸入之CO先与Hb结合,一部分与Myoglobin结合,若吸入不含CO之空气或氧气时CO自CO-Hb结合解离而扩散于血液中最后由呼气排出。极有限之CO在动物体内被氧化成为CO2,对人体而言每小时约有0.02ml之CO变CO2(4)。呼吸正常空气下并保持安静状况时体内之CO-Hb浓度经3~4小时后能减少一半,以O2代替空气时可减至40分钟。此时O2加入5%CO2时能刺激中枢神经,血浆pH降低以至CO-Hb浓度迅速减少。此方法属于治疗CO中毒之基本方法。不呼吸时CO不会被排出于体外,在体内不被分解,又CO-Hb极为稳定,所以取尸体中之心脏血加以分析时可求出死亡当时之CO浓度,据F.Rieders(42)称由CO中毒死亡案件中其70%为CO-Hb浓度55%,约25%之CO-Hb浓度为40~50%,约3%为CO-Hb浓度35%,由此可见对CO之中毒个人差异大。
(4)定量分析
(A)比色法:(检知管法)
操作简便、分析时间短,适合现场CO含量之测定。检知管市贩者有3种其中A型之内径为4mm,长约15cm之玻璃管中装填30mn硅酸胶(白色)15mm试剂(黄色)及25mn硅酸胶(白色)两端以棉花固定后玻璃前端熔封保存。B型者具有两层试剂b,b1用于CO含有乙炔时使用。c型者具有试剂b,b1及去除含氮化合物试剂(橙黄色),用于CO含有氮化合物时使用。检知管避免日光直晒,使用前切断两端则可。所用之试剂为硫酸酸性钯溶液及锰酸氨溶液之混合液以硅酸胶吸附后真空干燥者,依CO浓度颜色之变化为黄→黄绿→绿→青绿→青色。最新之检知管在管上有刻度,由变色之长度直接可续出浓度,故甚为方便。
此时之反应为:
PdSO4+CO→PdSO4.CO
3(NH4)2MoO4+2PdSO4.CO+2H2SO4→Mo3O3+Pd+2CO2+PdSO4+3(NH4)2SO4+2H2O
试样气体可用Gas pump(图21)或采气用Gas syringe(0.5L,1.0L Hamilton制)直接以押入法或真空法使检知管内之试剂呈色。
操作:使用押入式帮浦时在现场手动数次活塞后采气,接上已切断两端之检知管后以1~1.5ml/sec之速度押入试样气体,采用真空法时先将检知管两端用切断器切断后连接于B。
?
图21 真空式帮浦
?
其次活塞柄上之红点与帮浦上之红点对准,拉出活塞柄上所表示之刻度(如50ml或100ml)此时活塞柄卡住,内部呈真空状态外界之气体经检知管进入活塞内至内外压平衡为止。新式之帮浦附有真空指示计以表示是否吸气已完成。通气结束后活塞柄转90°则可押回原有之零位置,不同温度下之误差可用表19校正。
?
表19温度校正表
温度(℃)
示度(%)

10°
15°
20°
25°
30°
35°
40°
0.00
0
0
0
0
0
0
0
0
0.01
0.025
0.015
0.01
0.007
0.005
0.004
0.003
0.002
0.02
0.05
0.03
0.02
0.014
0.010
0.007
0.005
0.004
0.03
0.08
0.04
0.03
0.02
0.015
0.010
0.008
0.006
0.06
0.15
0.09
0.06
0.04
0.03
0.02
0.015
0.012
0.10
0.25
0.15
0.10
0.07
0.05
0.032
0.025
0.020
?
测定时倘有H2S,PH3多量共存时检知管前端产生之微量黑色带则无影响,若有乙烯、乙炔、汽油等气体共存时检知管b处有出现青色纹,所以应改用B型检知管。其它如氧气、二氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳、乙醇、氯仿等则无影响。
(B)测长法:
内径约3mm,长约15mm之玻璃管中装一定量黄色试剂60~80mm长。两端填充白色硅酸胶(b,b1)及棉花c,c1玻璃管两端熔封后置于冷暗处备用。试剂用亚硫酸钯、钾溶液吸附于60~80mesh硅酸胶上并经干燥者。
方法:如a之步骤将一定量试样气体通过检知管,放置3分钟后检知管放在标准图0--0线及L-L线上记录着色之长度而求出CO之浓度,测定温度后进行温度较正,此法之测定范围为20~l000ppm,最低刻度20ppm,检测量1ppm平均误差±5%。时间约5分钟。
图22测长法之浓度图表
?
表20温度校正表
浓度表*
(ppm)
一氧化碳浓度(ppm)
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
800
720
640
570
490
410
340
260
180
100
900
810
720
640
550
470
380
290
200
100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
1060
950
840
740
630
520
420
310
200
100
1040
1030
910
790
680
560
440
320
210
100
H2S,Cl2,HCN,SO2,NO2含量对CO有1/5存在时对测定结果产生10%之误差,H2,CO2、醇、丙酮等则无影响。
一氧化碳与试剂有下列反应:K2Pd(SO3)2+CO→K2(SO3)2Pd.CO
2K2(SO3)2Pd.CO→2CO2+2SO2+2Pd+2K2SO4
检知管通入一定量试样时依CO之浓度黑褐色长度增长,此时
r:玻璃管半径(cm) L:检知管充填层之长度(cm) W:检知管全重量(g)
l:着色带之长度 w:着色部分之试剂重量 d:检知管之填充密度(g/cm2)
c:试料气体中之瓦斯浓度(Vol %)
由此可得下式:
W=πr2Ld………...............(1) =πr2ld…………..(2)
由(1)及(2)式 L=
W
?
π r2d
………………….(3)
l=
w
?
π r2d
……………………………………(4)
l
=
w
=
Kc
?
L
W
w
……………………(5) K=定数
检知管内之试剂重量W相同时1/L比与瓦斯浓度C成正比,实际上试剂量经精秤而装填,当内经不同时依下式加以校正
LO:标准充填层之长度(LO=100mm) lo:校正后之着色层长度
lo = l?
LO
…………….………………….(6)
L
亦可用下式 lo = l?(
Lo+α
)
…………….(7)
L+α
(c)气体层析法:
此法为求出正确之CO含量时所采用之方法,新型机种均有小计算机,设定分析程序及注入试样气体外其它系自动方式进行分析,因分析对象为气体所以此层析体系属于气体-固体层析(Gas-Solid chromatography),通常可用Molecular sieve 5A为分离管填充物,带动气体以He为佳,有关文献众多,可当作参考。
二、液化石油气(Liquefied Petroleum Gas)
人类对能源之需求随文明之进步而增加,固态、液态及气态三种燃料中气态燃料在使用上不但方便且对环境之污染程度较少,所以被认为最理想之现代化燃料。气体燃料中液化石油气之燃烧下限低,一旦漏泄时易起爆炸,所以有关此类火灾时有所闻。因此,吾人倘能深入了解液化石油气之理化性质并有良好防灾概念时,深信能将发生灾害之可能性抑制至最低限度。
(1)液化石油气之理化性质
液化石油气以丙烷(Propane,CH3CH2CH3)为主要成分,所以亦称为Propane gas。主要之来源为提炼石油原油时之低级碳氢化合物。其共存成分尚有丙烯(Propylene,
CH3CH=CH2),丁烷(Butane,CH3CH2CH2CH3)及丁烯(Butylene,CH3CH2CH=CH2)等。丙烷在常温常压下为气体,为使用上之方便通常经加压冷却而得液态装入钢瓶供应。气态时比重比空气大1.5~2倍,依共存之丁烷含量而异。因比重大于空气之故当漏泄时易滞留于低洼处而引起火灾。液态者呈无色透明,难溶于水,可溶于乙醇,乙醚,石油系溶剂,动植物油等。液态石油气之比重为0.50~0.58,在常温常压下由1公斤液态物变成气态而体积以丙烷计算时可得0.5M3,燃烧时之热能有24,000Kcal/M3,约需24倍空气,对丁烷而言能产生31,000Kcal/M3并需31倍量之空气始能完全燃烧。因所需空气量等于都市瓦斯之2~3倍,所以煤气炉之空气调节不当时易呈不完全燃烧而患一氧化碳中毒。
(2)爆炸性及引火性
(A)能在空气中形成爆炸性瓦斯,其爆炸界限对丙烷而言在2.27~9.50,丁烷则在1.86~
8.41。
(B)常温常压下为气态。引火点低,丙烷在-104.4℃,丁烷在-73.8℃,最小点火所需能量前者为0.26毫焦耳(5~5.5%)。后者为0.25毫焦耳(4.7%)。所以少量之漏泄亦能引起火灾。
(C)发火点丙烷为500℃,丁烷为480℃。
(D)蒸发潜热在15.6℃下丙烷为84.78Kcal/kg,正丁烷为90.01Kcal/kg。
(E)液化石油气之绝缘性高,在输送,过滤,喷雾或急速泄漏时易产生静电,所以由静电引火之可能性也高。
(3)腐蚀性
(A)液化石油气本身无腐蚀性,但含有微量之硫化合物时则有微弱之腐蚀性。
(B)液化石油气能使天然橡皮膨胀,部份塑料产品亦受其影响。管线或橡皮垫易受影响而成为漏泄之原因。
(4)对生物之影响
低级之碳氢化合物通常有麻醉性,液化石油气亦不例外,吸入多量时呈轻微之麻醉状态,其最高容许量依ACGIH (American Conference of Government Industrial Hygiencies 1978)之建议于15分钟以下在短时间内之曝露限度(TLV-STEL)为1250ppm,于1天8小时之劳动条件下其加重平均浓度(TLV-TWA)为100ppm。
(5)成分分析及侦测法
(A)成分分析法:通常可用下列各种方法,亦可参照JIS K 2557(1969)之规定。
表21 液化石油气组成分析法
分析法
项目
气相层析法
质量分析法
红外线光谱分析法
适用范围
气液体
气液体
气液体
试样量
气体0.1~10ml
液体0.01~10mg
气体0.01~0.1m1
液体10-4~10-6ml
数mg以下
分析原理
R.T波峰面积,次序
波蜂位置,相对强度,分压
官能基之特定吸收
侦检量
0.05~1ppm
0.002mol%
0.1~1%
准确度
0.1~5%
0.1~3%
1~2%
分析时间
1小时内
20分钟内
10分钟内
(B)共存不纯物之分析法:硫化氢及硫黄化合物之分析可参照JIS K-2264(1977),则试样在氧气-氢气火焰中燃烧。所产生之硫氧化物以过氧化氢吸收成为硫酸。吸收液经浓缩后加氢苯二甲酸钾(Potassium hydrogen phthalate,HOOCC6H4COOK)缓冲液及丙酮加指示剂以过氯酸钡标准液滴定溶液中之SO42-而求出试样中之硫含量。
对现场之需要性而言,检知管法较有实用价值,则经过醋酸铅水溶液处理之干燥硅酸胶装于小玻璃管中,将100ml试样气体于100秒钟之速度通过吸附管内,由变黑褐色之长度直接读出硫化氢之含量,此法操作简便,准确度虽然稍差,但只需测定大概之数字时仍符合现场之需要。
简单之定性有钼酸铵(Ammonium modybdate,(NH4)2MoO4法),以钼酸铵水溶液与硫氰酯水溶液混合后加浓盐酸,此混合液喷雾在滤纸上,倘有硫化氢存在时试纸则呈黑色。
(6)一氧化碳之测定
当燃烧液化石油气时在缺氧下呈不完全燃烧而会产生一氧化碳,其毒性及测定法可参照有关文献(4,5)或依JIS K230 1(1970)为之。
(7)液化石油气之漏泄测定
液化石油气依高压瓦斯规范加入臭剂以便能在空气中漏泄至1/200容量时由嗅觉能被发现。常用之臭剂有第三丁基硫醇(Tertiary butyl mercaptan),硫化二甲基(Dimethyl sulfide),第二丁基硫醇(Secondary butyl mercaptan),异丙硫醇(Isopropyl mercaptan),四氢噻吩(Tetrahydro thiophene)等,此措施以嗅觉能发现瓦斯之漏泄以策防患未然为目的。
对灌装场,储存室或使用LPG为燃料之车辆应装设侦测器以便防止进入燃烧界限之内。现有之侦测器有热线式,干扰式及检知管法。热线式者将细白金线或其表面涂一层催化剂以通电方式加热,当瓦斯接触时则起燃烧,燃烧热产生电阻之改变而发出警报,但此装置需有防爆构造始可。又侦测部有扩散式及帮浦吸引式之分。干扰式者利用空气与瓦斯之光折射率之差属于(1)型装置而便于携带,液化石油气专用之检知管每支仅用一次,操作可分真空法及压送法。
(8)液化石油气容器
钢板焊接者需经X光检查,其大小自小型容器2kg装至一般家庭用之10kg,20kg,50kg,大型者有500kg,1t,2t装。运输车自2~7.5t,15~25t等。除未满20L者其它需有检查合格证明书。容器上照理应注明容器制造公司名,或其代号,内容物名称,容器编号内容量,容器重量等。内容量超过500L时需注明钢板厚度。瓦斯出口处为左旋螺纹,安全阀应在24kg/cm2以下20kg/cm2压力时能起作用,我国此方面订有详细之国家标准。
(9)陆上输送时之注意事项
液化石油气之容器自2~9t,3~11t,15t,20t,25t等种类颇多。从事于输送者应熟悉运输技术,理化性及灭火器之使用等。输送中尽避免长时间之日光直晒,温度不宜超过40℃,半途需停车时应选交通量少,无火源安全性高之场所。且驾驶人员不可远离现场。当行驶中及停驶中均不可吸烟,车上需备有干粉或二氧化碳灭火器并须熟练其操作法
(10)储存中之注意事项
(A)小型容器:
(a)需置于通风良好之场所,竖立方式并需固定。
(b)勿直晒太阳,周围温度宜在40℃以下。
(c)储存场所在2公尺以内严禁火气,周围禁止置放易燃物。
(d)储存库应有通风良好之构造,材质应使用不燃性者。
(e)储存库需明示严禁火气之标志并置放灭火器。
(f)储存库需留有20%面积之通路。
(g)不宜用叠存方式,需竖立且能用链条固定。
(B)储槽
(a)设在通风良好之地点,严禁火气。
(b)储槽内容积勿超过全量之90%。
(c)3t以上之储槽依规定与民房保持法定距离。
(d)储槽间隔原则上需保持直径和之1/4以上,最好有自动警报系统及水雾装置。
(e)储槽安全阀之气体泄气管需向上2公尺以上。
(f)液体出入口需装设紧急遮断阀。
(g)储槽上装设喷水装置,温度上升时可进行冷却。槽柱用钢筋水泥或断热材料建造以防火灾时储槽之倾覆。
(11)使用上之注意
(A)瓦斯筒,流量计等装设于通风良好之室外,周围勿存放易燃物。
(B)瓦斯筒置于干燥处,能固定筒身时可避免颠覆。
(C)闻出瓦斯味时立刻关闭瓦斯阀,移除任何火源,开窗户尽速使瓦斯扩散,此时勿用电扇等以免接上电源时之火花而引火。
(D)窗户附近之瓦斯火焰易被风所吹熄,使用小火焰时需加以注意,以免被吹熄后在无防备下继续有瓦斯之漏泄。
(E)瓦斯管及接头需定期检查是否有漏气,有金属外套之瓦斯管内部橡皮管之老化状态不易发觉,定期换新较妥。漏气检查应使用泡沫液,切勿用火焰方式进行检查。
(F)液化石油气比空气重,低洼处尽量勿装设插座,或有使用火源之器具以免泄漏时之引火。
(12)灭火
对一般家庭而言,初期之灭火最重要,在火灾未扩大时需采取适当之措施。通常火灾是否扩大端赖日常对起火时之应变能力及了解如何使用灭火器而定。其对策之一则需关闭瓦斯阀以断绝瓦斯之继续漏泄,其次用水雾(花卉用喷雾嘴则可)加以冷却。当瓦斯阀失灵无法止漏时火焰虽被灭熄,但尚有火花时由不断漏泄之瓦斯可能会起第二次燃烧。有资料显示某火灾案例中因瓦斯阀失灵无法止漏。火焰虽被灭熄,但瓦斯不断流出而进入爆炸下限,由于附近尚残留火星以至起爆炸。此情形下倘能瓦斯筒移至空地上使其扩散,再接耐压管线似较妥当。初期之火灾可用干粉或二氧化碳灭火,附近有易燃物时需尽速移除。倘有大型之易燃物不便移除时用水雾冷却以避免延烧。
注:液化石油气虽然属于相当理想之燃料,但因其有易燃,易爆,不完全燃烧时会产生血液毒之一氧化碳等缺点,使用瓦斯燃料已是普遍之趋势,因此需对潜在之危险性加以探讨以防患未然。液化石油气属于低碳之碳氢化合物,对人体之影响则属于麻醉性及窒息性,在缺氧下易产生一氧化碳而呈血液毒,中毒时宜移至室外用氧气面罩帮助呼吸并送医急救。
三、氢气H2 Hydrogen
于1766年由Cavendish发现,并于1783年由Lavoisier命名为Hydrogen(氢气)迄今已有200年历史,因在地球上到处以结合状态存在。所以将来以游离态氢当作燃料之可能性正在增加之中。其它在工业上合成氨、苯胺、甲醇、植物油之加氢,还原剂、火箭燃料,超低温研究等用途极广,惟因具有易燃、易爆之特性无论在使用,输送及储存上需特别注意。
(1)氢气之理化性质
(A)物理性质:所谓氢有三种同位体氢(H1),氘(H2)及氚(H3),其原子量各为1.01,2.01,3.02。其中氘及氚仅有微量存在。俗称之氢气其密度为0.0899g/L,比重为0.0694(空气=1.0)引火点-2.59℃,沸点-252.85℃,冰点-259.14℃,液态变气态时之比例为865倍,发火点530℃。难溶于水、醇、乙醚,燃烧上下限各为75,4。无色、无臭气体,在各瓦斯中具有最小密度及最大扩散率,其热传导率亦大。
(B)化学性质:氢气在常温常压下虽与多种物质共存时尚属安定。在适当条件下有下列反应。
(a)氢气在氧气,空气中点火,或加热至发火点以上时会起燃而产生水。氢与氧之混合物有催化剂存在时虽在低温下仍以下式反应:
2H2+O2→2H2O+115.6Kcal
(b)氢与氯之混合气受光线照射时氯变活化状态而在常温下起激烈反应:
H2+Cl2→2HCl+44Kcal
(c)氢与氟在常温下亦起激烈反应:
H2+F2→2HF+128Kcal
(d)氢与氮在适当条件下反应而产生氨,是为制造肥料之一步骤。
3H2+N2→2NH3+24Kcal
(e)氢常用于不饱和化合物之加氢反应:
H2+-C= C-
催化剂
NC
-C-C-+33Kcal
H2+CH=CH→CH2=CH2+32 Kcal
2H2+CH2 =CH-CH = CH-CH3→CH3CH2CH2CH2CH3+57Kcal
(f)氢在适当条件下附加于芳香族化合物而生成石油环烷、石蜡、烯族烃等:
3H2+C6H6→C6H12+49Kcal
4H2+C6H6→C6H14+60Kcal
(g)氢能与醛、酯、酮类反应,由加氢而得醇类:
H2+CH3CHO→CH3CH2OH+12Kcal
H2+CH3COCH3→CH3CHOHCH3+14Kcal
2H2+CH3COOC2H5→2C2H5OH+2.4Kcal
(h)氢有还原性与氢氧基,羧(碳醯基)硝基反应:
H2+C6H5OH→C6H6+H2O+42Kcal
2H2+CH3CHO→C2H6+H2O+59Kcal
3H2+CH3NO2→CH3NH2+2H2O+57Kcal
2H2+HCOOH→HCH2OH+H2O+18Kcal
3H2+C6H5NO2→C6H5NH2+2H2O+182Kcal
(i)氢与一氧化碳在适当条件下反应生成醛、醇等:
H2+CO→HCHO+1.9Kcal
2H2+CO→CH3OH+24Kcal
2nH2+nCO→CnH2n+1OH+(n-l)H2O
3H2+CO→CH4+H2O+52Kcal
(2n+1)H2+nCO→CnH2n+1+nH2O
H2+CO+RCH=CH2→RC2H4CHO
(2)爆炸性及引火性
(A)氢气在单独存在时比较稳定,因密度小,所以易自微细小孔渗出,又扩散速度大,在空气中易与其它气体混合。
(B)氢气与空气之混合物形成爆炸界限内之组成时只要有火源,如电气火花或白金石棉等催化剂存在时立刻有激烈之化学反应产生(如爆炸)。
(C)氢气与氧气之体积比在2:1下被点火时则起爆炸而产生水,此时之混合气体称为爆鸣气(Detonating gas),具有急速发热、发光,压力变化及爆炸音。在爆炸界限内之混合气均能爆炸,其组成愈接近爆鸣气附近者反应愈激烈。(注:氢气与氯气之体积比在1:1时称为氯爆鸣气)。
(D)氢气与其它混合气体之爆炸有氢气-氯气在照光下之爆炸,另有加氟时生成氟化氢反应等,但大多数之爆炸则来自于氢与氧或与空气混合物之爆炸为多。
(E)当氢气自某一管口漏出而与空气混合,被点火时成为有火焰之燃烧。此现象则属扩散燃烧。与之相反已构成爆炸范围内之混合气体被点燃时因不需经过扩散之阶段而反应,此时成为爆炸反应。
(F)氢气与氧气或与空气混合气之燃烧速度比碳氢化合物快,在常温常压下氢气与空气之混合物之燃烧速度为2.7m/sec.(H2约为40%),氢气与氧气之混合物约在9m/sec.
(H2约70%)。
(G)如在管内之爆鸣气以传播方式燃烧时其速度有时能达到1400~3500m/sec.之高速。此现象称为爆轰(Detonation)此时在火焰前面有强烈之冲击波。常温常压下之爆轰界限比爆炸界限狭窄。与空气之混合物为18.3~59 Vol.%,与氧气之混合物为15~90 Vol.%。
(H)爆炸反应之火源有自然发热,断热压缩,冲击及摩擦,高热物、电气火花及静电等。爆鸣气倘无催化剂共存时能起反应之温度在530℃附近,但有Ni,Pd等催化剂存在时于常温下亦能反应,其它如氧化铜、氧化铁等亦有催化作用。
在一气压下与空气混合之氢气之最小发火能约为0.6mJ,与氧气混合时约为0.2mJ。因此包括静电在内之静电火花能成爆炸之火源。
在实验室需加以注意者由氢钢瓶之控制阀故障开始漏泄,此时高速喷出时由摩擦引起静电此情形下有可能爆炸。使用气相层析仪而以氢气为带动气体或在进行加氢反应时尤需注意。
(3)腐蚀性
(A)氢气系强还原性瓦斯,但另一方面方可认为能阻止氧化。
(B)用酸清洗金属,或以金属当作阴极电解时产生氢,此微细氢气常积存在金属微细空隙中产生高压而逐渐使材质脆化,当去除溶液时则可避免此现象。
(4)用途:
(A)机器冷却用:如大型电动机不能用水冷却时使用。
(B)焊接用:氢气、氧气焰因可得高温,故常用于金属焊接、切断等。
(C)制造盐酸、氨等原料,当电解氯化钠时可得氢与氯:
2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2
H2+Cl2→2HCl
3H2+N2
Catalyst
Heat
2NH3
(D)有机化学上之用途繁多,如在石油工业、化工、医药、可塑剂、食品、界面活性剂、油脂加工业等用途不胜枚举。
(5)容器及充填事项
(A)压力及容量:通常在35℃下最高压力为150kg/cm2,有时也有200kg/cm2,因在高压状态,所以勿直接日晒,以免内压之急速增加而发生危险。
(B)中型钢瓶在35℃,150kg/cm2时可装7m3,所用钢瓶应符合规格,并需注意检验合格日期,并得有证明书,另需依规定表明所需资料于钢瓶上。
(6)输送上之注意
(A)容器由冲击、转倒、破裂等原因可能会泄漏,所以搬运时需加以小心。
(B)移动容器时需加钢瓶盖,以防开关阀受冲击而损坏。
(C)长途搬运时应避免日光之直晒,容器应保持在40℃以下,以帆布覆盖为宜。
(D)为防止车辆上之钢瓶在运输时之滑动,需以钢绳固定,钢瓶数目以规定量为准。
(E)载运车辆需表明高压气名称,并常备板手、阀开关器及灭火器等。
(F)载运车辆需遵守规定速度行驶,为避免紧急剎车时之冲击,车速切勿超速。
(G)勿同时装载其它瓦斯,尤其勿与氯气、氧气同车。
(7)储存上之注意
(A)储存量需遵照我国高压气体管理规则。
(B)容器应存于通风良好之处。
(C)储存所之屋顶需用不燃性或难燃性轻质材料之建材。
(D)需与有毒气体、氧气、氯气等分开储存。
(E)容器周围2公尺内不置放任何火源,引火性物,或发火性物。
(F)充填器勿超过40℃,并应〝严禁火气〞,〝请勿擅进〞等标志。
(G)容器需加以固定。以防倾倒。
(H)照明灯需用防爆型,配管应有接地线以消去静电。
(8)使用或制造上之注意
(A)在室内使用较安全,惟特别注意是否通风良好。
(B)需以铁链等加以固定,避免曝露在高热、火焰、或直晒太阳等。
(C)压力表使用二段式,一段式较不安全。
(D)管线、接头、压力表螺纹(左旋),可用止漏专用胶布如Pipe thread seal tape,再用漏气检查液如Snoop检查是否有漏泄现象。
(9)漏泄时之处理
(A)氢气之F.L.为4,75,所以一旦开始漏泄时则易进入爆炸范围内,因此需时常检视是否有漏。
(B)漏气可用Snoop外亦可使用肥皂水,氢气检知管,可燃性瓦斯测定器,切勿用火柴、蜡烛、打火机等火焰测试。
(C)当有漏泄现象时通常起因于阀垫之磨损,或有金属粉,砂粒等夹在基座,此时先试1/4转,再关,若无法止漏时需套上无孔栓,再设法修复。
(D)配管内之止漏作业需先用氮气置换。管内之氢气直接用空气置换时易形成爆炸性混合气体,此时需防止火花之产生。
(E)固定地点需常设灭火器外尚需准备石棉布、砂、水等,同时须禁止闲杂人之进出。
(F)发现有氢气漏泄持尽速检查有无火源,并使室内空气流通,需将氢气浓度稀释至爆炸下限之外。
(G)合成纤维之衣料在湿度低时易带静电。所以室内有氢气漏泄时需加以注意。
(10)灭火
(A)储存中之火灾
(a)由容器阀引起之漏泄当火势不大时可关紧阀则可。
(b)在室内由关紧而仍不能止漏时先用水雾将周围温度降低,并移走邻近之可燃物,体积过大者用湿石棉布覆盖,设法燃烧中之容器移至室外进行灭火。不移至室外时虽被减去火焰,但曾受加热之周围或有小火星存在因而发生第二次爆炸也有可能。
(B)使用中之火灾
(a)由阀漏泄引起火灾时仍似先试关紧步骤为先,当并用氧气在焊接时氧气系统必需同时关闭。
(b)火势强大时用湿石棉布覆盖容器,先防热再用灭火器、砂等灭火。
(c)倘在运输中起火时可推入水池、池塘、河川中灭火,无此条件时寻找人口稀少之空地以砂土覆盖为宜。
注:
氢气虽然无毒,但在空气中泄漏时易形成易爆气体,当继续漏出未起燃前空气中之氧气浓度降低至18左右时则起缺氧状态,对人体则构成窒息作用,因无色无臭以嗅觉无法发觉。若能自动侦测系统发现有漏泄现象时需立刻查有无火气,漏泄地点及通风状态以免发生爆炸。在化学合成中,分析化学上,烧焊时使用氢气之机会仍多不可不注意。
四、压缩氧气(Compressed oxygen)
氧气于1771年由Scheele所发现。系地球上最普遍之元素,占地壳之约46.6%,在干燥空气中之容量约占20.95%。目前以空气之液化法大量生产。因工业上普遍使用故对其潜在危险性需加以注意。
(1)氧气之理化性质
(A)物理性质:轻压缩之氧气外观呈淡青色,气体则无色,无臭,无味。
密度:气体1.42g/L (0℃ 1 atm);液体1.14kg/L (-183℃)
比重:1.105(空气=1)
沸点:-218.4℃(1 atm)
临界压力:0.4299g/ml
比热:Cp=0.2187cal/g℃
Cv=0.1566cal/g℃(20℃,1 atm)
Cp/Cv=1.4
热传导率:0.0197Kcal/mole(0℃,1 atm)
粘性:1.91×10-4P(0℃,1 atm)
溶解度:48.9cm3/H2O(0℃,1 atm)
(B)化学性质:化学活性极强,能与大部分元素化合。通常以氧化方式化合时易发生燃烧或爆炸。气态氧在20℃下可溶32倍量水或7倍量乙醇。物质之燃烧性随氧气浓度及氧气分压变大而增高。结果导致燃烧速度之增加,发火点降低,火焰温度上升等现象。可燃性瓦斯,可燃性液体,粉尘在氧气中爆炸范围比在空气中显著地变宽,起燃所需能量降低,所以危险性远比空气中时为大,当加压时此趋势更为显著。
(C)氧气与其它物质接触时之危险性
(a)铝粉:加液态氧混合时易起爆炸。
(b)三氯化硼:与氧气接触时倘有火花则会起燃。
(c)四碳化镍、正丁烷:四碳化镍之蒸气在20℃下与空气或氧气混合时会爆炸,四碳化镍-正丁烷-氧气之混合物在20~40℃下亦同。
(d)钙:固体钙在湿氧气共存下会起燃。
(e)乙醚:有氧气共存时被氧化为过氧化物,受加热时会爆炸。
(f)联氨:与氧气立即产生爆炸性混合物。
(g)氢气:氧气,一氧化碳之混合物遇火花则起爆炸。
(h)三氢化磷:在常温下能与氧气反应而起爆。
(i)黄磷:在常温下空气中迅速起燃,在氧气中则急速反应而起燃。
(j)聚氨基甲酸乙酯:泡沫状聚氨基甲酸乙酯或乙烯与氧气成饱和状态时会爆炸。
(k)过氧化钾:与氧气之混合物在10mm Hg压力下会爆炸。
(l)卤化碳氢化合物:多数卤化溶剂与液态氧易形成爆炸性混合物,如三氯化乙烷,三氯化乙烯及四氯化碳等。其中四氯化碳之爆炸较为温和。
(D)腐蚀性:氧气有水分共存时能促进金属之腐蚀。灌装时需去除瓦斯中之水分,并应注意容器内是否有水分之存在。
(E)对生物体之影响:地球上大部分之生物需依氧而生存。
各作业场所之氧气浓度需保持在18%以上。但高浓度之氧气或纯氧对生物体有害,在60%以上之高浓度吸入12小时肺部起充血,孩童、小动物可能导致死亡或失明。空气中氮气与氧气之比例在地球上各处相当平均,约在79:21。
(F)用途:以氧气-乙炔,氧气-氢气焰方式用于金属焊接,钢铁加工,碳氢化合物之部分氧化,污水处理,漂白,硝酸,硫酸,臭氧,草酸等制造及医疗用。
(G)分析方法:碱性Pyrogallol(焦性没食子酸)溶液能吸收氧气,其颜色由褐色变为暗褐色。因反应敏锐故常用于氧气之定性反应。其它如氯化铜(I)之盐酸溶液或Pyrocatechin(焦性儿茶素)与硫酸铁(II)之碱性溶液亦可使用。另有Hydroquinone(对氢醌)之氯衍生物2.4-Diaminophenol(二氨基酚)盐酸盐之水溶液亦有良好灵敏度。
定量分析时将氧气通人于铜与氯化铵或氯化铜之盐酸酸性溶液,自体积减少量可求出氧含量,此法称为容量瓦斯法(但有CO,C2H2,CH2=CH2共存时无法采用)其它如比色法,热传导法、湿度法、密度法亦被应用。对配管、钢瓶可能有漏泄时有干涉式瓦斯分析计、磁气式氧气分析计等,笔者常用之方法为以Snoop找出漏泄处,空气中之氧气含量以Gastech制检知管得知外以Super syring取样以TCD为检出器使用Molecular Sieve 5A为分离管进行气相层析。
(H)容器:与其它高压气体相同需遵照高压气体管理法则装于规定钢制容器内。
关于材料、构造、检查及表示法可参照我国有关法令及JIS。尤其需用无缝材料及每3年需定期耐压检查特别重要。为明示内容物为氧气,在容器表面1/2上部漆黑色并有氧气之白字以资识别。钢瓶上所刻之字号表示之事项如下:

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图23钢瓶上之代号
(I)运输上之注意事项
(a)容器在搬运时易受冲击、碰撞,有时引起开关之裂痕而有漏气之可能,所以需装上防护帽旋紧。
(b)在短距离或室内之搬运宜用钢瓶搬运用两轮车,有货物专用电梯时比自阶梯抬运安全。
(c)输送中容器温度保持在40℃以下,尽避免过晒日光或曝露在高温下。
(d)避免与其它可燃性瓦斯混合载运,无法避免时将不同瓦斯钢瓶之凡而置放相反之方向,最好能保持相当距离。
(e)卸货时地上需有橡皮垫等物以免直接与地面撞击。
(J)储存上之注意事项
(a)容器压力随温度之上升而增加,储存温度保持在40℃以下并远离火源。
(b)置放于通风良好之场所,并以铁链固定,需有遮蓬以免日晒,淋雨等。
(c)勿置于地下室或狭小之场所,空瓶须移出另选他处置放。
(d)勿储存于有油渍、汽油、乙炔等易燃物之处。化学药品亦同。
(e)勿置于电线附近或有接地线之处使用。
(K)使用上之注意事项
(a)暂时停用时需关闭凡而,长期停用时需拆下压力表部分,并装上防护帽旋紧。
(b)压力调节器、压力表、导管需使用氧气专用之材质,压力表必需使用禁油表示者。
(c)装压力表时检视进出口有无尘杂物,确认干净后再装设。
(d)导管需用固定用具锁紧以免通气时压力增加而脱落,管内需确认无油类或尘杂物,有龟裂或老化之导管切勿使用。
(e)通风不良或小房间处需将钢瓶移至室外延长导管方式供气。
(f)勿将氧气当作通气,清除尘埃,压力试验等用途。
(g)可能与氧气接触处倘有油渍存在时需用四氯化碳等溶剂去油,完全干燥后始能开始作业。
(h)由漏泄等原因氧气在空气中之浓度逐渐增加时绝对禁止抽烟或有明火之存在。
(i)使用氧气之场所宜穿难燃材料之工作服。
(j)有接头之处需定期检查有无漏泄现象,可用仪器或泡沫剂进行之。
(L)灾害案例
(a)太阳神宇宙船在氧气100%,0.1kg/cm2下进行地上训练时由电气系统起火,船内部及所穿衣服之燃烧导致3名死亡。
(b)某工厂因加热器故障而需排除管内残油,因压缩机离现场过远所以用钢瓶装氧气代用压缩机送气时起爆炸。
(c)某实验室换新氧气钢瓶时装上压力表及导管打开凡而时接触部起燃而烫伤手部,在于凡而接头有漏气同时钢瓶头部有搬运工人手上遗留之油渍所致。
五、乙炔(Acetylene),溶解乙炔(Dissolved Acetylene)
(1)理化性质:化学名乙炔,Acetylene, Ethyne或Ethine,CHCH, mol.wt. 26.02,sp.gr.0.91(空气=1), m.p. -81.8℃(890mmHg),b.p.-84℃,0℃在760mm下为1.165g/L。以1:1可溶于乙醇,冰醋酸,乙醚或苯。在15℃常压下丙酮能溶25倍量乙炔,在12气压下能溶300倍。高纯度之乙炔具有类似醚香味,含不纯物时则有不快臭。乙炔之来源有三:(a)碳化钙与水作用(b)碳氢化合物之裂链(c)天然气之部分氧化。
(2)危险性:引火点(Closed Cup)-17.7℃。发火点335℃,F.L.2.5,80(空气中),2.8,93(氧气中),燃烧范围广极易引火或爆炸。与银、汞、铜等接触时形成不溶性易爆物,如氨性氯化铜溶液通入乙炔时生成乙炔铜C2Cu2之沉淀,氨性硝酸银溶液时生成乙炔银C2Ag2,此等物若在干燥状态下易起爆炸。乙炔之危险性受压力之影响甚大,压力提高时爆炸界限可达100%,理由为C2H2=2C(solid)+H2之分解反应能能放出54Kca1/mol而有传播分解火焰之故。随压力之增加爆炸所需能量则小(图24)。通常在分解反应时能发热之气体在高压下则易起爆炸。
图24 乙炔压力与发火能量之关系 图25 乙炔-不活性瓦斯之爆炸界限
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乙炔在2气压以上时由小火花、加热、磨擦或由分解反应则起爆炸。压力界限之测定可使用爆炸界限之测定装置,实验时依次改变压力则可。爆炸性瓦斯导入不活性瓦斯为稀释剂时可做到不传播火焰则不起燃之领域,但如图24所示亦受压力之影响,当压力增高时稀释所需瓦斯量则随之增加。对人体之影响而言高浓度时有麻醉性,在浓度20%下引起呼吸困难,头疼,40%以上时会有虚脱现象,乙炔中倘含有磷化氢或硫化氢时则有毒性,高纯度时属于单纯之窒息性。
(3)主要用途:乙炔具有三键结构,所以富于反应,与氢气、卤化氢等起付加反应或聚合反应,而用于合成醋酸,丙酮,合成树脂等。其它则以氧气-乙炔焰用于金属烧焊,钢板切割等用途广。
(4)纯度分析及漏泄测试
(A)乙炔纯度分析法(详阅JIS 1902~1960)
(a)取样:自钢瓶放出部分气体(0.4kg以下)后以采气瓶取样。
(b)纯度分析:发烟硫酸法,使用一级以上试药之发烟硫酸及硫酸配成等于30%之无水硫酸混合液。将此混合液注入吸收器中,以滴管取100 c.c.由吸收残量获知其纯度。
溴化钾法:使用JIS K 1902~1960装置,溴化钾,溴之纯度均需一级以上试药,先配制10%溴化钾之溴饱和溶液。分析方法与上列方法同,由吸收量计算纯度。
硫化氢及磷化氢之定性:使用一级以上试药之硝酸银,配制10%溶液,将此液喷雾在滤纸上。以湿润方式与乙炔接触,于10秒内不呈色为原则。
漏泄测试:漏出于空气中或密闭器中之乙炔含量可用乙炔检知管(Gastech或Kitagawa制均可)或用瓦斯探测器测试,必要时以瓦斯采气瓶取样用气相层析仪Mo1ecular Sieve 5A分离管分析。
(5)容器规范:溶解乙炔需装在钢铁制高压容器内,内需装有粉粒状多孔质物如木炭,石棉硅藻土成此等物质混合氢氧化钙加水成泥状在适当条件下固化,经干燥之多孔质物湿润丙酮或二甲基甲醯胺后装入钢瓶而在15℃,15.5kg/cm2下将乙炔溶解装填。所用容器经高压瓦斯法之规定检查,合格者给予容器检查证明书。为防止内压之突变应具备可溶合金拴(于100~105℃下熔解),通常钢管制之容量约为40L,焊接者约有55L。溶解乙炔钢瓶外壳应有下列刻印:容器制造公司名称,内容瓦斯名称,容器号码,实测容积L (V),容器质量Kg (W),耐压试验年月,耐压试验压力(T.P.),最高充填压力(F.P.)等。依规格容器外面漆褐色,以白字标示"易燃"及"溶解乙炔"等字样。
(6)输送上注意事项
(A)移动或搬运时需关紧止阀,必需旋紧帽盖,温度需保持在40℃以下。
(B)避免用拖曳、滑落、冲击等粗暴动作搬运。
(C)以卡车搬运时应悬挂危险物品搬运标志,选交通量较少之路线,有必要临时停车时勿任意离开现场,车上应具备法定之灭火器。
(D)钢瓶需加以固定。车上勿同时装载易燃物品。
(7)储存上之注意事项:储存量需遵照高压气体管制办法外应注意下列各项。
(A)容器应置放于通风良好处,避免日晒、淋雨、遮盖材料应使用不燃性或难燃性,容器周围以钢板或石棉板围绕。周围温度应在40℃以下。
(B)置放处应悬挂严禁火气等标志。
(C)容器必需直放,最好能用铁链捆扎以防倾倒。
(D)置放处勿靠近输电线或接地线。
(E)置放处周围2公尺勿有动植物油、汽油或储存易燃物。
(F)置放处应留充分之空间以便紧急时之搬运。
(8)使用或制造上之注意事项:
(A)使用乙炔时应在通风良好之处进行。
(B)乙炔容器必需竖立置放,压力减少时勿以横置方式使用,使用中最好用铁链等固定于不燃性物体上,此时勿固定在加热用配管或有高温之物体上。
(C)使用前需检查压力表之正常机能,接头、配管是否有漏气。
(D)压力止阀需缓慢操作,勿急速旋转以致出口压力激增以防接头脱落,配管之破裂,出口压力勿超过1.5Kg/cm2。
(E)主止阀勿旋转1.5回转以上。
(F)不连续使用时需关闭容器之主止阀。并加盖帽盖。
(G)容器内压需留0.1kg/cm2左右之残压,勿全部用尽,空瓶应集中一处。
(H)工作中需有严禁火气之标志。
(9)漏泄时之注意事项:乙炔与空气混合时形成宽大爆炸界限(F.L.2.5,80)因此需特别注意是否有漏泄,尤其在室内或在密闭区域内之作业需谨慎。
(A)接头、配管,止阀是否有漏泄时可用Snoop ( Nupro Co. 15635 Sarenac Rd, Cleveland,
Ohio)泡沫剂测。倘有漏泄,拆卸漏泄处,接头时先清除杂物后螺旋处用Pipe thread tape (如Gore-Tex pipe thread tape)扎2~3圈再锁紧后再试,倘属垫圈问题则换高品质垫圈,勿用代用品或品质较差者。配管有龟裂时则换新。
(B)由其它原因如螺纹磨损。止阀失灵无法止漏时应准备使用灭火器,倘能移至无火气之空旷地带时可缓慢放气或投入水中,并通知业者前来处理,此时应防止闲杂人之接近。
(C)使用者需亲自处理时先用水雾去除静电而移至通风良好之空旷处徐徐放气,急速放气时可能会起燃。
(D)漏泄中之容器勿用滚动方式搬运有时会起燃。
(E)漏泄中应注意附近有无火花、金属撞击等可能会引燃之因素。
(10)灭火
(A)火势较弱时关闭主止阀,火势强无法靠近时或止阀失效时以湿润石棉布覆盖并用干粉二氧化碳灭火。
(B)在屋内于灭火后周围有火源时仍有再燃之可能。此时用水雾冷却高温物体完全去除火源始可。
六、硫化氢H2S (Hydrogen sulfide)
硫化氢存在于火山喷气中,温泉地带、污水沟、矿山等地。工业上之来源为硫化铁加稀硫酸而得或得自氢与硫黄在不同温度及压力下制造。工业上用于金属炼制,萤光物质之制造,硫化钠之原料等。属于强烈之血液毒、刺激性强及易燃性,对消防之立场而言时有接触之机会,所以在火灾现场及中毒救护等过程中应加以了解其理化性质及毒性。
(1)理化性质
无色,有类似腐烂蛋之强烈刺激味。
密度:气体1.539g/L (0℃),液体0.78kg/L (20℃)。比重1.182 (空气=1),b.p. -60.2℃(760mmHg),m.p.:-82.9℃(760mmHg),临界温度:100.4℃,临界压力:88.9 atm ,发火点:260℃,F.L. 4.3,45.5,溶解度对水而言:1:4.62 (0℃,1atm),能溶于酒精及乙醚。工业级纯度为98.5%,化学级为99.5%,硫化氢在氧气中呈青色火焰而产生二氧化硫。当氧气不足时则游离出硫黄。
2H2S+3O2→2H2O+2SO2
2H2S+O2→2H2O+2S
硫化氢与碱反应时能形成二种盐类
H2S+MOH→H2O+MHS
H2S+2MOH→2H2O+M2S
硫化氢对氧化物有还原作用,尤其对浓硝酸等氧化剂起激烈反应。
硫化氢之水溶液为弱酸而解离如下:
H2S→HS-+H+
HS-→S2-+H+
(2)爆炸性及引火性
发火点为260℃。燃烧时依下式产生124Kcal/mole之热量
H2S+3/2O2→SO2+H2O+124Kcal
在空气中之爆炸范围为4.3~45.5Vol%,最小发火所需能量为7.7×10-5J。硫化氢不可与下列各化合物混合或接触:
Cl2O:会爆炸,Na2O2:起燃,F2:接触时起燃,铜粉:发高热其它如BaO,PbO2,HNO3,NF3,NCl3,NBr3等物混合时有极高之危险性。
(3)毒性
微量硫化氢由嗅觉易发现其存在,因有麻醉性所以易引起急速中毒,对呼吸及眼角膜有刺激性,高浓度时属于中枢神经毒呈麻痹、痉挛、呼吸停止而致死。硫化氢之浓度在10~15ppm时于6小时后眼睛会发炎,200ppm时于5~6分钟后,眼、鼻、咽喉之粘膜有强烈之灼热感,500ppm时15~30分钟后呈不快感,呕吐、头痛、冷汗、呼吸困难,意识不明肺炎等亚急性中毒,700~800ppm时,30分钟内呈危险状态,1000~1500ppm时,属于急性中毒而当场致命,急性中毒者痊愈后经常有后遗症。通常MAC订为10ppm (15mg/M3),对人体之影响可参照下表:
表22 H2S对人体之影响
H2S cone
征 状
ppm
mg/M3
1~2
1.4~2.8
由嗅觉发现其存在
2.4
3.4
明显之刺激臭
3
4.2
强烈之刺激臭
5~8
7~11
有不快感
80~120
110~170
无显著之征状,可耐约6小时
200~300
280~420
5-8分钟后,眼鼻咽喉有疼痛感,勉强滞留30分钟至1小时
500~700
700~980
30分钟后呈亚急性中毒。有危险性
1000~1500
1400~2100
立刻意识不明,呼吸麻痹致死
※ACGHI(1978)之标准为15分钟以下之限度(TLV-STEL)定在15ppm,1日8小时劳动之加重平均浓度(TLV-TWA)建议在10ppm。
(4)腐蚀性
硫化氢之腐蚀性极高,有水份共存时,其腐蚀性更强烈。制造硫化氢或使用时,需注意下列各项:
(A)止阀类以不锈钢材质为原则,铜及其合金易受腐蚀。
(B)压力表可用不锈钢制,亦可用氨气用压力表,一般压力表内之铜合金之部份易受腐蚀。
(C)配管使用橡皮管时受硫化氢之影响易老化,所以使用软质PVC管或PE管为宜。
注:配管依使用条件需有区分,则
(A)常温:低压时使用PVC或PE管。
(B)高温::200℃以下时使用铝管,500℃以下时用不锈钢管。
(C)高压时:SUS 304不锈钢管,或高压软钢 (ST PG38)。
(D)安全阀之弹簧需用不锈钢材质。
(5)分析法
空气中之硫化氢:
(A)碘滴定法:
以一定流速将一定量气体。通入于0.01N碘液后以0.01N Na2S2O3溶液滴定过剩之碘,求出硫化氢量(ppm);0.01N I2 Soln 1ml=0.1202ml H2S
(B)甲基蓝法:
对二甲基苯胺与氯化亚铁对硫化氢反应而产生甲基蓝,所得呈色液在665nm下比色,其反应过程为:
2[H2N.C6H4.N(CH3)2]+6FeCl2+H2S→C16H18ClN3S+NH4Cl+6FeCl2+2HCl
(C)吸附管法(检知管法)
40~60mesh硅酸胶使吸附硝酸铅溶液后干燥,与硫化氢接触时呈黑色。
Pb(NO3)2+H2S→PbS+2HNO3
取一定量气体通过吸附管后,变色之宽度由吸附管上之刻度直接表示硫化氢浓度。
(D)醋酸铅纸法:
滤纸浸于醋酸铅、甘油及醋酸之混合液后在常温下干燥而得,此试纸与硫化氢接触时变黑,感度约0.1ppm。
(6)容器
制造、出售、储存、输送等应遵守高压瓦斯管理法所订规则。钢制容器需经压力试验,合格后附有证明书,容器上需刻有制造者名称,内容气体名称,容器号码、容量、质量、耐压试验合格日期、耐压压力等。容器之表面积1/2漆灰色,以红字标明硫化氢、易燃,以黑色写上"毒"字。容器须定期进行压力试验(53kg/cm2),合格者,始可灌装。最大灌装量可自下式求得:
G=V/1.47 G:H2S最大灌装量(kg);V:容器之内容积(L)
(7)输送上之注意:
(A)为防止撞击,倾倒引起之漏泄问题,需将帽盖栓上,并竖立固定。
(B)夏日之输送需覆盖帆布,避免直晒,温度保持在40℃以下。
(C)运输车辆需悬挂"高压瓦斯"标志牌并携带绳、灭火器、工具箱等。
(D)避免在车上同时输送其它瓦斯。
(8)储存上之注意
(A)依相关法令大量储存时需向有关单位申请(日本则订在3000kg以上)。
(B)容器需有固定之设备,储存于有遮蓬通风处,温度需在40℃以下。
(C)储存所需有"严禁烟火"等标志,并置放灭火设备。
(D)储存场所不能共存易燃物。
(9)漏泄时之注意:
(A)硫化氢之气体比空气重,所以沉积在低洼处,此时需进行强制通风等措施。
(B)漏泄处以吸附管或醋酸铅纸检测。
(C)有漏泄嫌疑时将附近之火源尽速移去。
(D)大量漏泄时尽速发出警告,并辅导住民或有关人员向上风疏散。
(E)由倾倒撞击开关阀引起漏泄时先将钢瓶竖立后带防毒面罩进行锁紧。倘属于断裂无法止漏时准备约10%氢氧化钠溶液将漏泄处浸入溶液中使其吸收。(碳酸钠溶液亦可)
(F)由配管漏泄时将上一段止阀关闭则可。
(G)进行修复时需用氮气将配管内之硫化氢置换出,以免有必要烧焊时引起火灾。
(10)灭火
(A)属于剧毒性瓦斯,燃烧时能产生大量二氧化硫,灭火时需用空气瓶以保护呼吸系统
(B)进行灭火时需注意附近是否有受加热而开始泄漏之钢瓶,甚至可能由于配管之破裂空气进入而引起火灾。
(C)因安全阀失灵而起燃时可用干粉或二氧化碳灭火。
未延烧之钢瓶无暇搬运时可用石棉板等不燃性材料覆盖,灭火后继续漏泄之硫化氢以碳酸钠溶液吸收,以免中毒。
(11)急救
(A)将中毒者移至有新鲜空气之处。
(B)倘已停止呼吸时进行人工呼吸,并通知119。
(C)救护车未到前尚能呼吸或呼吸微弱者进行氧气呼吸。
(D)将中毒者松弛衣着并加以保暖。
七、光气(俗名:Phosgene COCl2) 化学名:Carbonyl chloride
光气用于制造尿素系染料及三苯基甲烷系染料时使用,其它由胺之反应制造异氰酸酯再合成胺基甲酸乙酯,黏着剂,涂料,杀虫剂,除草剂等所需之物及军事上之用途。又古时常用之四氯化碳灭火剂在高温下会产生大量光气,在实验室含有水分之氯仿于长期储存中倘受直射日光时亦能产生光气,因属于剧毒瓦斯,消防业务上接触之机会多,防灾上实有加强之必要。
(1)理化性质
化学式:COCl2,分子量98.92,沸点:8.2℃,熔点:-128℃,临界温度:182℃,临界压力:56atm,液体比重d0 4=1.432,d204=1.37,气体密度:4.531kg/m3(0℃,l atm),蒸发潜热:5832cal/mol,溶解性:可溶于苯、甲苯等碳氢化合物溶剂,属于无色气体经加压下成为无色或淡黄色液体。
主要化学反应:
(A)水解后产生CO2及HCl
COCl2+H2O→CO2+2HCl
(B)易受氢氧化钠吸收起下列反应:
COCl2+4NaOH→Na2CO3+2NaCl+2H2O
(C)加热时起分解产物为一氧化碳及氯气
COCl2→CO+Cl2
(D)低温下与醇反应产生氯甲酸酯
COCl2+R.OH→ClCOOR+HCl
以过剩醇长时间反应时,可得中性之碳酸酯
COCl2+2ROH→ROCOOR+2HCl
(E)与氨反应时在低温下生成氨基碳盐
COCl2+R.NH2→R.NHCOCl+HCl
所得氨基碳酸盐在高温下分解为盐酸及异氰酸酯
R.NHCOCl→RNCO+HCl
(F)加苯时依Friedel-Crafts反应*在氯化铝存在下产生苯甲醯基儿茶酚及氯化苯甲醯
AlCl3
COCl2+C6H6 C6H5COC6H5+C6H5COCl
(2)爆炸性及引火性
无燃烧性及引火性,但与氮化铅、氯化钠、氯化钡等共存时,会形成爆炸性混合发火物。其它与金属钠、钾混合时由撞击而爆炸。与硝酸甲酯、硝基苯、三硝基酚、铝、镁粉共存时易起燃。
(3)腐蚀性
常温在干燥之状态下不腐蚀一般金属,但有水分时经水解而产生之盐酸则有腐蚀性。(4)毒性
吸入后对肺、上气道作用结果引起支气管肌肉之痉挛,由细胞壁刺激引起肺水肿,轻症者2~3日后逐渐痊愈。
光气在0.0044mg/L时有特殊之甜味,此时无反射机能之障碍,在0.044mg/L时对眼、鼻、咽喉有刺激性,0.11mg/L时在30分钟内致死。
光气之溶解浓度系依ACGIH(1978)标准在15分钟以下之短时间曝露限度(TLV-STEL)订为0.1ppm,1日8小时劳动之加重平均浓度(TLV-TWA)为0.05ppm。
对人体之影响而言,据有关资料(45)之数字如下:0.1ppm;TLV-STEL,0.5ppm;微臭,l ppm;8小时内对肺脏有显著之危险性,3ppm;刺激咽喉,4ppm;刺激眼睛,5ppm;数分钟内咳嗽及有中毒征状,10ppm;短时间内有肺障碍,25ppm;极短时间内呈危险状态,50ppm;短时间内致死,大于50ppm;当场致死。
(5)鉴析
(A)碘化钾法
将一定含量光气之空气通人丙酮之碘化钾饱和溶液中,依下式反应将游离之碘加以定量,以计算光气量。
2KI+COCl2→2KCl+I2+CO
(B)紫外线光谱法
以苯胺吸收光气后产生之二苯脲以紫外线吸收定量:
4C6H5NH2+COCl2→CO(NHC6H5)2+2C6H5NH2+HCl
(C)气相层析法
以D.E.P/celite 545 10’分离管,带动气体H2,流速30c.c./min温度25℃下可定量COCl2,Cl2,CO,CO2等。
(D)氯化氨法
有漏泄时,由下式之反应容易测出其存在。
COCl2+4NH4OH→(NH4)2CO3+2NH4Cl+2H2O
(E)试纸法
二甲氨苯甲醛(CH3)2NC6H4CHO 3g与二苯胺(C6H5)2NH 3g溶于100ml乙醇,滤纸浸入其中,取出风干之试纸能测出之限度在空气中为1ppm (4mg/m3)。
(6)容器
依工业上之需要容量有5,40,50,1000kg装钢瓶,容器需经检查,分格者附有证明书,光气之容器需刻印制造业者之名称、瓦斯名称、容器编号、容量、重量、耐压试验合格年月、耐压试验压力,容器外面漆灰色 ,以白色漆上"Phosgene",及红字"毒"之字样
(7)输送
注意事项参照化学防灾-硫化氢-灌装时依下式计算,其灌装量应在计算量之下。
G=V/C G=光气重量(kg);V=容器之内容积(l);C=定数(0.8)
(8)储存上之注意
(A)光气之储存需遵守高压气体管理规则。
(B)储存在通风良好之场所,避免日光之照射,储存场所周围2公尺以内需严禁火气或不置放发火性物。
(C)储存槽须密闭,耐压需在常用压力之1.5倍以上。
(D)储存量在常温下勿超过储槽内容积之90%。
(E)储存槽需装设温度计及压力计,超过常温或容许压力时需有冷却或调压等安全设备。
(F)瓦斯漏泄时能自动检测并发出警报。
(9)漏泄时之注意
(A)漏泄处所可用氨水或试纸(参照5之方法)检测。配管之漏泄可关紧上一段之止阀,再进行换配管,焊接时需用氮气将管内之光气完全置换后始能进行。
(B)光气比空气重,所以易集中在低洼处。
(C)光气系剧毒之气体,现场应准备防毒面罩,空气瓶等。
(D)漏泄处无法立刻修复时,暂时用氢氧化钙或氨水中和。
(10)灭火
对小火灾用干粉或二氧化碳,大火灾时可用水雾、泡沫。
八、氯气Cl2 (Chlorine)
氯气用于上水道之杀菌、造纸、纤维之漂白、漂白粉之制造、合成DDT、BHC、PCB等用途甚广。除毒性外与其它多种化合物混合时形成爆炸性物,故仍与消防、预防有关。
(1)理化性质
化学式:Cl2,分子量:70.91,外观:气体为黄色,液体为橙黄色,有强烈之刺激臭。比重:气体时2.488(0℃,空气=1),液体时1.4105 d204。蒸气密度:3.215g/L(0 ℃,1atm),沸点:-34.05℃,熔点:-100.98℃,临界温度:144℃,临界压力:76.1 atm,溶解度:对0 ℃之水100g可溶1.46g
(A)活性大,直接能与不活性气体或元素如C,N等结合,在常温下呈发热反应而形成氯化物。
2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O
2Ca(OH)2+2Cl2→Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
2Sb+3Cl2→2SbCl3
CH2=CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl
CH3CH=CH2+Cl2+H2O→CH3(OH)CHCH2Cl+HCl
CH3COOH+Cl2→ClCH2COOH+HCl
(B)氯气能与多数金属反应形成氯化合物,有水份共存或高温下此作用容易进行,生成之盐酸则有腐蚀性。
2Fe+3Cl2→2FeCl3
FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+2HCl
注:完全干燥之氯气对金属殆不起作用,但钛属于例外与一般金属相反不与含湿气氯作用,但能与干燥氯气作用。此时之产物为Ti+xCl2→TiCl2,TiCl3,TiCl4
(C)氯气略溶于水,在9.6℃以下时形成水和物Cl2.8H2O,常温时生成少量盐酸及次亚氯酸。此物在热或照光下起分解放出氧及盐酸。
Cl2+H2O→HCl+HClO
HClO→HCl+1/2O2
(D)氯气能与硫代硫酸钠反应,漏泄时可利用此反应去除氯气。
Cl2+2Na2S2O3→2NaCl+Na2S4O6
(2)爆炸性及引火性
(A)氯气本身无爆炸性及引火性。
(B)有助燃性,如蜡烛在氯气中产生大量黑烟燃烧。
(C)多数金属经加热后置放氯气中时会激烈燃烧。
(D)有关氯与氢之混合气在空气中常压下之爆炸界限有许多研究报告。互相间之浓度与爆炸性如下图。

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(E)氯气与氨气在低温时亦能激烈反应,而产生氯化氨与氮,高浓度之氯气与氨气接触时会引起爆炸,当浓度不同时有下列三种情况发生:
(a)8NH3+3Cl2→6NH4Cl+N2+348Kcal(氨过剩时)
(b)4NH3+3Cl2→3NH4Cl+NCl3+119.7Kcal(氯过剩时)
(c)12NH3+3Cl2→9NH4Cl+N2+NCl3+468Kcal(算莫耳时)
(F)氯气与有机化合物反应时将有机物中之氢置换而产生有机氯化合物及氯化氢,此反应属于发热反应。钢瓶内倘有混入有机物时受钢瓶内之氯化铁之催化作用且受氯气反应热之蓄积引起温度上升等各项因素易造成容器之破损,以苯混在钢瓶内为例,能造成下列反应:
C6H6+3Cl2→C6H3Cl3(solid)+3HCl+91Kcal
C6H6+6Cl2→C6Cl6+6HCl+176.5Kca1
(G)无催化剂时氯气与乙炔之附加反应在常温,常压,无照光下不起反应,但照光时则起爆炸,因此,氯气与乙炔应避免直接接触。
Cl2 Cl2
CH≡CH ClCH=CHCl Cl2CH.CHCl2
对氯气-乙炔-空气之组合而言,氯气浓度在30%以下时乙炔会自燃。对爆炸范围则有下列数字:H2-Cl2 5.5,89%,H2-Cl2-N2,70%(N2之上限),H2-Cl2-HCl,70%(HCl之上限)。
注:除上列各化合物外与氯混合后有危险性者尚有钛、铝、氯化锑,四乙基硅,丙烯磺酸胺,三级丁醇,氯化钴,乙醚,二乙基锌等。混合后易爆炸者有苯,甘油,二甲基磷化胺等。
(3)腐蚀性
(A)如在主要反应处所述含水分之氯气易产生盐酸所以对大多数金属有腐蚀性。
(B)干燥氯气在常温常压下对金属不反应,但温度升至300℃时开始反应。在9kg/cm2下自250℃则开始对铁产生腐蚀作用。
(C)氯气对聚氯乙烯,聚乙烯,聚丙烯,石棉,玻璃,陶瓷等不起作用。
(4)毒性
(A)氯气系剧毒之物,毒性之高低与浓度及接触时间而异。吸入高浓度之氯气时对鼻,咽喉,支气管会引起激烈之痉挛,甚至侵入肺部而致死。呼吸系统之病人极易中毒
(B)高浓度之氯气与皮肤接触时会引起发炎,液态氯则会有冻伤及炎症。
(C)对人体之影响有下表可供参考。
表 23氯气浓度与急性中毒
Cl2浓度
中 毒 征 状
mg/l
ppm
0.001
0.35
由刺激臭能发觉其存在
0.003
1.0
长时间未能发现病状之最高浓度
0.01
3.5
具强烈刺激臭,能忍受1/2~1小时,鼻、咽喉、眼睛有强烈刺激感
0.04~0.08
14~28
强烈刺激咽喉,咳嗽,在1/2~1小时内有生命危险
0.1~0.15
35~50
1/2~1小时内致死
2.5以上
900以上
当场致死
最高容许量:依照ACGIH(1976)于15分钟以内以曝露限度(TLV-STEL)订为3ppm,1日8小时劳动之加重平均浓度(TLV-TWA)为l ppm,工业国家似采用此标准为多。
(5)鉴析
大气中之氯气分析法:
(A)氯化氨法:以氨气接近漏泄处所时易产生氯化氨之白烟。
(B)试纸法:1~2ppm以上时可用碘化钾淀粉试纸定性,0.5ppm时经10秒后会有淡青色出现,5ppm时3~4秒后呈现青色,50ppm时立刻呈色。
(C)吸附管法(检知管法)。管内所装者为20~30 mesh硅酸胶吸附邻-联茄胺NH2C6H3(CH3).C6H3(CH3).NH2后干燥而成。测定范围为1 ~ 40ppm,平均误差 ±3%。所需时间约1分钟,吸附剂之颜色遇氯气时由淡灰色至黄绿色,由呈色之长度直接获知单位体积内之氯气含量。
(D)工业用水中之残留氯分析可用JIS K 0101-1960,排气中氯分析可参照JIS K 0106-1968。工场排水之氯分析则可用JIS K 0102-1964之方法。
(6)容器
需用JIS B 8241-1976所订无缝钢制成焊接高压用容器,止阀以JIS B 8246-1906高压用开关为准。容器上需刻印制造者名称,瓦斯名称,容器记号,制造号码,内容积,耐压试验年月,耐压试验压力等字样,容器表面以黄色漆,内容物名称以白色漆,并以黑漆写"毒"字。
(7)输送
(A)储存场所需设计泄露时不会滞留之结构。
(B)严禁火气,勿置放产生热能之器具。
(C)需有"危险","毒","禁烟","高压瓦斯"等字样。
(D)避免直接晒太阳,温度保持在40℃以下,有充分之通风。
(E)需有漏泄时之警报器。
(F)其它注意事项与一般高压易燃气体同。
(8)漏泄时之处理
(A)带防毒面罩,空气瓶,由上风接近。
(B)以石灰乳,氢氧化钠溶液中和,或以固体氢氧化钙散布在漏泄处,液体状之中和剂之浓度约在15%左右则可。
(9)灭火
(A)未延烧之容器迅速移至他处,配管式者关闭上一段止阀。
(B)小火灾可用干粉或二氧化碳。
(C)大火灾时用水雾冷却容器侧面,并用泡沫灭火。
(10)急救
注:与液态氯接触时由急速蒸发之冷冻效果会产生冻伤,气态时眼睛溃烂,结膜炎,咽喉炎,皮肤炎等症状,重症时呈呼吸困难,血痰,肺充血致死。有时经数小时后始发现肺水肿之病例。
(A)将中毒者移至有新鲜空气处,救护人员未到前使其仰卧,头背部垫高并加以保暖。
(B)对呼吸已停止者使用人工殊生器,勿擅动中毒者之身体以免增加伤害。
(C)呼吸微弱时使用医疗用氧气急救。
(D)吸入少量者用20%碳酸氢钠溶液洗涤鼻腔。饮下含奶油之咖啡,糖饴时可减轻疼痛感,对意识不明者勿给与饮食物。
(E)残留在皮肤上之氯气可用大量水洗净,溃烂部分勿用软膏或涂上一般药物,宜由医师处理较妥,眼睛之部分先用清水洗15分钟再由医师诊治。
九、氰化氢HCN (Hydrogen Cyanide, Hydrocyanic acid, Formonitril, Prussic acid)
氰化物可分为有机及无机氰化物。无机氰化物以氰化钾及氰化钠为代表之金属盐及黄血盐,红血盐等氰错盐。有机氰化物为含腊化合物外尚有配糖体形态存在,如某些豆类、青梅或树薯中。此等配糖体在水解过程中会产生氰化氢以致对人畜引起中毒。在工业社会里氰化氢以熏蒸剂方式用于杀虫、杀鼠,在合成化学、电镀业、冶金均有使用。对消防业务而言,压克力系塑料在燃烧时亦有产生,故应加以注意防范。
(1)理化性质
氰化氢有类似苦扁桃油之臭气,系无色液体,熔点-13.3℃,沸点25.7℃,比重(d204)0.688,蒸气密度0.947 (空气=1),临界温度:183.5 ℃,临界密度:0.195 g/ml,临界压力55 atm,引火点 -17.8℃,发火点537℃,爆炸界限5.6,40 vol%,聚合热10.2 Kcal/mol,蒸发热:6.027 Kcal/mol,易溶于水。
纯氰化氢尚称稳定,工业级者含少量水所以易起聚合。含水量在2wt %以上或呈碱性时聚合则快。避免聚合而加之稳定剂有无机酸、铜、氯化钙、磷酸、草酸、二氧化硫等。
氰化氢能与醛、酮、卤素、乙烯等反应。
例:与醛、酮之反应 (常用于化学合成)
※氰化钾及氰化钠
氰化钾通常为块状或粉末状,用水再结晶时可得正八面体等轴晶系结晶,熔点634.5°,有潮解性而易溶于水,难溶于乙醇、甲醇。氰化钠之外观难与氰化钾区别,熔点563.7°,有潮解性,易溶于水稍溶于甲醇6.0g/100g,殆不溶于乙醇。氰化钾、钠在水溶液中起水解而呈碱性,在弱酸下或二氧化碳存在下释出氰化氢。水溶液在室温下缓慢分解,在高温或照光、氧化剂存在下迅速被氧化生成氰酸盐而后变为碳酸盐。
2NaCN+O2→2NaOCN
4NaOCN+3O2→2Na2CO3+2N2+2CO2
碱液中与氯之反应可利用于镀金业氰酸废水之处理。
NaCN+2NaOH+Cl2→NaOCN+2NaCl+H2O
NaOCN+4NaOH+3Cl2→2CO2+6NaCl+H2+2H2O
(2)爆炸性及引火性
(A)氰化氢为引火性液体,由火焰,高热物体火花起燃。
(B)易蒸发,与空气混合时在5.6~40 vol%内则属可燃性混合瓦斯,如图28所示氰化氢在5℃下至-30℃之间比常温危险。
(C)长时间之储存由水分之存在会起发热聚合反应,有时会爆炸。
图28 氰化氢蒸气压与爆炸界限之关系(58)
(3)毒性
氰化氢属于剧毒性,易自皮肤吸收,毒性比氰化钾、氰化钠强,氰化氢与伤口接触时吸收则快。吸入氰化氢瓦斯时立刻产生致命性中毒。
表24氰化氢瓦斯之毒性
症 状
空气中之浓度
(mg/L)
(ppm)
数小时内轻度中毒
0.02~0.04
18~36
30分钟至1小时内无显著症状
0.05~0.06
45~54
30分钟至1小时致死或有生命之危险
0.12~0.15
110~135
经30分钟后致死
0.15
135
经10分钟后致死
0.2
181
立刻致死
0.3
270
氰化氢之中毒不但是致死量小,且加上中毒作用之时间短。倘有致死量以上之氰化氢作用时在数秒钟至30分钟内会致死,因此氰化氢之含量高时则无急救之余地。
氰化氢之容许浓度依ACGIH(1978)所订者为15分钟以下之短时间曝露极限(TLV-STEL)为15ppm-约8小时劳动之加重平均浓度(TLV-TWA)则订为10ppm。
(4)分析法
纯度试验:
比重:比重瓶或比重计
纯度:硝酸银滴定法
水分:依常法分析
酸度:pH计
色度:标准色比较法
(A)Schonbein Pagenstecher法
将滤纸片浸入愈疮木脂(Guaiac resin)溶液内取出风干。以喷雾器均匀对滤纸片喷上2%硫酸铜溶液保持湿润状态。取可疑试样5~l0g,纯试样时0.5g以下于125c.c.三角烧瓶内加20c.c.水,加酒石酸后立刻盖上夹有上列试纸之划沟橡皮塞,氰化氢之含量多时试纸于数秒内变青绿色,含量低时可在40~50℃水中加温则有反应。其反应过程如下:
12HCN+9CuSO4+3H2O→9H2SO4+3Cu2(CN)2+3Cu(CN)2+O3
此方法之灵敏度约为0.004mg HCN/L
(B)甲基橙、氯化亚汞法:
将20g升汞溶于水稀释至1L,另制配1L含10g甲基橙溶液。使用时取升汞液-甲基橙液以20:10混合后加比例1之甘油,将滤纸浸入此液中。取出备用,与氰化氢接触时颜色自黄变为深红色。
(C)吸附管法:
硅酸胶吸附苦味酸钠及氢氧化钠配成。可测氰化氢瓦斯浓度为0.01~3.0%产品有Kitagawa, Gastech等。
(5)容器
(A)氰化氢需受高压瓦斯,可燃性瓦斯,液化瓦斯等各项规定管理。
(B)容器分为有缝及无缝钢制两种,需经高压试验合格。
(C)容器通常为20kg装以下,容器上需有容器制造商名,内容物名称,制造号码,内容积,容器重量,耐压试验之年月,耐压试验压力。容器外面漆上灰色,内容物以红色字表示。另加"易燃"及"毒"等字样。
(6)输送上之注意
装有氰化氢之容器破损时易发生爆炸,引火及中毒,因此,搬运时应避免粗暴之动作。
(A)搬运前检查止阀是有否有关紧,有无漏气后加上钢瓶帽。
(B)搬运时勿同时装载易燃物及腐蚀性物。
(C)搬运中避免阳光之直晒,又容器需加以固定。
(7)储存上之注意
(A)储存未满3t之氰化氢时屋顶需使用不燃性或难燃材质。
(B)置放场所当有泄露时应有设置灭火设备。
(C)储存中为防止聚合或分解需加入稳定剂。
(D)氰化氢之储存罐装后60日为限,但纯度在98%以上且无色者不在此限。
(E)储存中每日一次以上。以试纸测试漏泄试验。
(F)容器需固定,勿与易燃物及腐蚀性物共存。电气设备需用防爆构造。
(G)其它事项与易燃高压气体同。
(8)使用上之注意:
(A)氰化氢属于剧毒物,使用时需谨慎,并有充分之预防措施,工作人员需2人以上。
(B)由容器罐入储槽时配管需装有逆流防止器。
(C)氰化氢容器勿注入其它任何物质。
(D)洗涤时可用水及水蒸气,但勿用碱性物。
(E)氰化氢溢出时可用次亚氯酸钠、漂白粉等氧化分解或以含硫酸铁之氢氧化钠溶液中和。
(9)灭火
(A)氰化氢易溶于水,以水雾灭火时效果良好。
(B)起火时建筑物内常有中毒之人员,需同时考虑急救问题。
(C)灭火时勿用防毒面具而需用空气瓶。
第五章 危险物品之分类 ,表示法 、理化性 、用途及储存法
第一节 危险物品之分类
危险物品之范围甚广,包括引火性物、发火性物、爆炸性物、毒物、剧药及放射性物等。以消防业务而言前四种接触之机会较多。危险物品之定义由国情之不同,或在同一国家内由主掌业务之不同分类方式不尽相同。对一般民众而言以「在使用过程中或接触时不加以特别小心时该物质对人体或对器材设备会造成危害之物称为危险物品」似可容易接受。
国际上至少有四种危险物品分类法,较为实用者为美国防火协会(NFPA)704M,美国交通部(DOT)所提而国际上所接受之方法。另有日本消防法令所列之分类法,我国国情与日本较为类似,乃采危险物品分为六类。
一、DOT分类法
?
联合国编号
备 注
1.
A,B及C级爆炸物
2.
非燃及可燃性加压瓦斯
3.
可燃性液体
4.
可燃性固体自然发火性物及禁水性物
5.
氧化性物,有机过氧化物
6.
A及B级毒物,刺激性物及引起疾病之物
7.
放射性物
8.
腐蚀性物(酸、碱及其它腐蚀性液体及固体)
9.
不含在上列编号内之其它有害物质
?
二、美国ICC(Interstate Commerce Commission)对危险物品有下列分类法:
?
1、爆炸性物
1-A A级爆炸物 危险度最大
1-B B级爆炸物 危险度中等
1-C C级爆炸物 危险度最小
2、引火性液体
3、引火性固体及氧化剂
4、腐蚀性物
5、压缩气体
6、毒物(分为ABC三级)
6-A A级毒物
6-B B级毒物
6-C C级毒物
7、可燃性液体
8、其它危险物品
三、其它分类法:危险性只限在火灾范围内时日本火灾保险料算定基准有下列之规定:
A级危险物
引火点在65℃以上
B级危险物
引火点在30~65℃间
特别危险物
引火点在30℃以下
普通物品
不属于上列任何一项之物

美国NFPA之规定为:
一级危险物
引火点在20oF(-4℃)以下
二级危险物
引火点在20~70 oF (-4~21℃)以下
三级危险物
引火点在70~200 oF (21~93℃)以下
上列两种规定皆以引火点为基准。此外美国尚有沿岸警备队之船舶规则(Explosive or Other Dangerous Articles on Boat Vessels)等规定。日本消防法中危险物品于平成2年5月23日公布者分为第一类氧化性固体,第二类可燃性固体,第三类自然发火性物及禁水性物,第四类引火性液体,第五类自己反应性物质,第六类氧化性液体。
依上列各种分类法可知由理化性质、引火性、爆炸性、毒性、用途等均可加以分类。以化学之立场而言,依理化性质分类时对预防及消防实务上较为实用。
第二节 危险物品之表示法
危险物品之种类繁多,对缺乏理科基础或无专业知识或识字不多者很难体会其危险性。倘能使用简单明确之方法能将其危险性表示则对一般民众而言可避免无谓之灾害。依美国防火协会(NFPA)之规定将危险物品之危险性分为可燃性,反应性及对人体之健康影响等三顶。每一项依危险性之大小再各分为0,1,2,3,4等五级,并记载于固定位置之小方块内,最上方之小方块为红底。表示可燃性(Flammability),右小方块为黄底(Reactivity),左小方块为蓝底(Health),下方为无色可记载禁水性(W),氧化性(OXY),放射性( )等其它事项,为印刷上之方便危险物品种类过多时每一小方块则用白底。图18为例各种危险物品以此方式表示时将有莫大之助益。

图18 NFPA对危险物品之表示法(31)
第三节 危险物品之理化性质、用途及贮存法
危险物品之分类依各国而稍异,亚洲各国之生活环境、工业结构较日本接近,目前所输入之工业原料亦多。除NFPA分类法以外,笔者依照日本消防法将危险物品分为六类,原中文资料过简时,则加以补充;或参考有关危险物品注解书籍(31.32.44)。以日本消防法之立场而言,所谓危险物品则指消防法第二条所规定之物。依消防法附表列有三十八种。此等物包括本身能发火或引火之物及能促进发火或引火之物。因此由一般理化性质及火灾预防及灭火方法,加以分为第一类至第六类。各类所共同之性质指能代表各类之共同性质而言,所谓性质者不外指危险物之「特有危险性」。
危险物之「特有危险性」含有发生火灾及危险扩大之可能。发生危险起因在危险物品含有发火性、引火性及能促进发火及引火之特性。另一特性则起燃时燃烧速度快。此等特性则成为发生危险之基本原因。有关危险扩大一词如前所述具有发火、引火、燃烧速度快,一旦起燃时不易灭火等三种特性。总之,危险物之「危险特性」有下列三项问题,互相有连关性而构成「危险性」。
一、发火、引火性问题
燃烧属于化学反应。由可燃物、氧供应源、火源等三要素而起。危险物各类与此三要素之一有关。危险物属于发火、引火物或属于促进发火、引火之物。
二、燃烧速度之问题
危险物在燃烧时,燃烧速度极快。
三、灭火困难之问题
由危险物起燃之火灾以通常之方法不易灭火。需以特别针对该危险物而设定之方法才有效,危险物之火灾因有危险扩大之特性,所以当然有灭火之困难性。
四、各类危险物品概论
(1)第一类危险物品
1第一类危险物品概论
第一类危险物品通常本身为不燃性物,但具有强氧化性,含大量氧。特性为富于反应 ,由加热、冲击、摩擦而分解,并释出氧,此时倘与可燃物混合时,则起激烈燃烧,有时甚至起爆炸。
第一类危险物品之贮存、使用、运输需遵守有关法令外,首先应考虑不供应起分解之条件最重要。关键在于避免加热、冲击、摩擦并避免接触能促进反应之药品类。应贮存在通风良好之冷暗处。从热源、易氧化之物质及酸隔离。属于第一类有吸湿性者,应考虑防湿之问题。
第一类危险物品之燃烧通常与可燃物之燃烧有所不同,因有由危险物分解时可供氧气所以燃烧剧烈。同时藉此热能危险物之分解亦迅速。此类灭火需制止氧化剂之分解,通常可用水冷却至分解温度以下,同时可抑制可燃物之燃烧并抑制延烧。惟此类火灾之分解迅速,与第五类危险物同灭火不易,灭火以冷却效果为主。
第一类危险物中属于碱性金属之过氧化物与第三类危险物相同能与水反应而发热,所以此等物在贮存时需与水份隔绝。
又此系危险物遇空气中之水份时能缓慢地分解,碱性金属之过氧化物有此特性,所以贮存时尽量勿贮存与第一类物质之同一场所。
过氧化物中有机化合物之过氧化物(MEKPO,BPO)与一般过氧化物不同,属于可燃物与第五类危险物相同具有激烈燃烧性,其中亦有对冲击敏感而引起爆炸者。
2第一类危险物品之理化性质
第一类危险物系氯酸盐类,过氯化物等之总称,因为属于此类之物质相当多,不胜枚举。所以此处将列出具有代表性之化合物为主。
(A)氯酸盐类:
氯酸(HClO3)之氢由金属或其它阳离子所置换之化合物称为氯酸盐类。此类含有多种化合物,常被使用者有氯酸钾、氯酸钠、氯酸铵、氯酸钡、氯酸铅及氯酸钙等。当加热、冲击或加强酸时起激烈之反应,尤其加入硫黄、木炭、铝粉末、镁或混合易被氧化之次亚磷酸盐、有机物时其危险性会增大而易引起急烈燃烧或爆炸
a.氯酸钾KClO3
一般性质:无臭、单斜板状结晶或白色粉末,比重2.34,m.p.370℃,易溶于水,
稍溶于冷水及乙醇。
危险性:加热至400℃时开始分解并放出氧气,遇强大冲击或急速加高热时起爆炸。常温下单独存在时尚能保持稳定,但加强酸时易起爆炸,与可燃物混合时倘受刺激则起爆炸。如易燃物之红磷、硫黄或与黄血盐混合时极为危险。其它对氨气、碳酸氨、氧化第一锡易起反应而导致爆炸外,与硝酸银、铝盐、氧化铅、氧化汞反应,由急速加热或冲击而爆炸。
贮存,使用上之注意:应防止加入其它物质及本身之泄漏,避免加热、冲击、摩擦。贮存于通风良好处。远离热源、易被氧化之物及酸,需密封并检查容器是否完整。
用途:火柴、烟火、炸药之制造原料,其它为氧化剂、印刷用染料、染色助剂、消毒剂等。例如,氯酸钾、红磷、硫黄、镁粉混合时,由冲击而起爆炸。
b.氯酸钠NaClO3
一般性质:无臭、白色结晶,潮解性,易溶于水,sp.gr. 2.5,m.p.250℃,加热至m.p.以上时起分解而放出氧气。潮解性强,所以易对纸、木质物质渗透。
危险性:同氯酸钾。
贮存、使用上之注意:需密封以防止吸湿,其它与氯酸钾同。
用途:氧化剂、除草剂、过氯酸盐原料、医药、皮革加工。
c.其它:氯酸铵(NH4ClO3)、氯酸第一锡[Sn(ClO3)2],容易爆炸。氯酸钡[Ba(ClO3)2]、氯酸锌[Zn(ClO3)2]与氯酸钾有类似之理化性质。氯酸银(AgClO3)、氯酸汞(HgClO3)、氯酸铅[Pb(ClO3)2.H2O]易放出氧,由冲击或加热至100~250℃时起爆。
(B)过氯酸盐:
过氯酸HClO4之盐类,较氯酸盐类为稳定,由加热、冲击而起分解,与磷、硫、木炭粉、其它可燃物混合时起急速燃烧,有时则爆炸。
主要之物质有过氯酸铵、过氯酸钾、过氯酸钠、过氯酸锶等。
a.过氯酸铵NH4ClO4
一般性质:无色、水溶性结晶,sp.gr. 1.87。
危险性:对一般冲击稳定,130℃时起分解而放出氧。加热至300℃时分解加速 ,强烈冲击或加热超过分解温度时则起爆炸。与可燃物及硫酸接触时危险性则增加。
贮存、使用上之注意:与氯酸钾同。
用途:炸药、火柴之原料。
b.过氯酸钾KClO4
一般性质:无色、无臭结晶,sp.gr. 2.52,m.p. 610℃,难溶于水,殆不溶于乙醇、乙醚。
危险性:加热至400℃附近时,则起分解而放出氧气,至610℃则完全分解。与浓硫酸接触时则爆炸。
其它与氯酸钾同。
贮存、使用上之注意:与氯酸钾同。
用途:炸药、氧化剂、试药、医药。
c.过氯酸钠NaClO4
一般性质:无色、无毒、吸湿性结晶,sp.gr. 2.0无水物,m.p.482℃,易溶于水,自50℃以下之水溶液结晶时可得NaClO4.H2O。加热至60℃附近变为无水物,200℃放出结晶水,再加热至400℃时则分解而放出氧气。
危险性:加入有机可燃物后加以冲击摩擦或急速加热时易爆炸,其它与氯酸钾同。
贮存、使用上之注意:与氯酸钾同。
用途:炸药、过氯酸盐之制造原料、染料、显色用。
(C)过氧化物
所谓过氧化物者,如过氧化氢(H-O-O-H)等分子内其有-O-O-结合之氧化物总称。此系可分为无机及有机过氧化物。
通常过氧化物为不稳定之物,加温时起分解而放出氧气。无机过氧化物本身不会燃烧,但与有机物接触时则起分解而产生氧气,与水接触时起激烈分解产生大量氧气者也有。有机过氧化物与第五类同,本身属于可燃物,同时含有氧,所以依燃烧状况成为急速燃烧或由冲击起爆者。对危险性高者常加各种稳定剂或稀释剂以减低其危险性。以下对无机及有机过氧化物分述如下:
(C)-1无机过氧化物之一(碱金属)
指Li、Na、K、Rb、Cs之过氧化物,大部份对水有剧烈之反应,所以与第三类 危险物相同,属于禁水性质。灭火时勿使用水,虽可用干砂、碳酸钠、岩石粉覆盖,但灭火不易。
a.过氧化钠Na2O2
一般性质:纯者呈白色,通常为黄色粉末,加热时起分解而放出氧。在空气中易吸湿而成为Na2O2.8H2O之结晶。此结晶可溶于水,但虽在溶液状态倘被加热至30 ~40℃时,则开始放出氧气。
危险性:受冲击或急速加热时,易起爆炸,加入可燃物质时易起燃。与水接触
时起激烈反应放出氧气及高热,与湿态有机物尤其纸张等纤维类接触
时易起燃,有时可能会爆炸。勿与碳化钙、铝粉、硫黄、乙醚、醋酸
、乳酸、对甲醛、稻草、木屑、木炭、焦炭混合,否则易起燃或爆炸
贮存:与过氧化钾同。
用途:过氧化物之制造、漂白剂、氧供应剂、消毒剂、杀虫剂等原料。
b.过氧化钾K2O2
钾之过氧化物有K2O3及K2O2,通常指K2O2为多。
一般性质:橘黄色粉末,加热时分解为氧化钾及氧。此物有吸湿性,与水反应
变为氢氧化钾及氧。
危险性:本身不起燃,但与水作用时会发热,大量时可能会爆炸。加入可燃物
时由摩擦或少量水之接触可能会起燃。
贮存、操作:防止其它物质之混合,避免加热、冲击、摩擦,勿与有机物、可
燃物及水份之接触。使用时不宜使用粉尘状物,需带防护镜。灭
火时不宜用水。
用途:氧化剂、漂白剂之制造。
(C)-2无机过氧化物之二(碱土金属类)
金属过氧化物之稳定度由原子量之大小及带正电之强弱而定。因此,碱土金属
(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)依Ca小之Mg,只能得不纯之过氧化物,原子量更小之Be尚未发现。
a.过氧化镁MgO2
一般性质及危险性:由制法条件之不同,其组成对市贩物而言,含有15~25%之
MgO2。白色粉末,不溶于水,可溶于酸而产生氧气。在空气中缓慢地放出氧气,加热时生成氧气而分解。加入还原剂后由加热或摩擦时易起爆炸,有湿气或水存在时易放出氧气。
贮存、使用时之注意:容器需密封,避免与水接触,其它条件与氯酸钾同。
用途:氧化剂、漂白剂、消毒剂、医药等原料。
b.过氧化钙CaO2
一般性质:无定形白色粉末,难溶于水,不溶于乙醇,可溶于酸,分解产生过
氧化氢。
危险性:加热至100℃时失去结晶水,急速加热至约275℃时,以爆炸状态放出
氧而分解。
贮存及使用时之注意:与氯酸钙同。
用途:氧化剂、漂白剂之原料。
c.过氧化钡BaO2
一般性质及危险性:正方晶系白色或灰色粉末,在碱土类金属中危险性最低。
在高温下分解为氧化钡及氧气,稍溶于冷水。溶于热水时
起分解。在低温下加稀硫酸时能得过氧化氢溶液。
贮存、使用时之注意:与氯酸钾同。
用途:媒染剂、漂白剂等。
(C)-3无机过氧化物之三(碱金属、碱土金属以外之化合物)
a.过氧化氢H2O2
一般性质:重量比36%以上者被列为危险物。无色液体,纯度高者sp.gr. 1.465
,m.p. -0.89℃,b.p. 80.2℃(46mmHg),其有强氧化性。市售者,常
为30~40%水溶液。以任何比例可溶于水,亦可溶于乙醇、乙醚等。
常温下逐渐分解为氧气及水,此时之分解热大。高浓度者有爆炸之
可能。在碱性下易分解,弱酸性时难分解。
危险性:受日光、热之影响易起分解,加入银、白金等金属粉末或氧化物、氧
化汞、二氧化锰、铅氧化物、氧化钴、碳粉时可能会爆炸。当加入不
纯物而加热振摇时产生爆鸣音而分解,与苯可燃物接触时可能会起燃
。浓度高者会腐蚀皮肤、黏膜。
贮存、使用时之注意:避免日光之直射。贮存于冷暗处。漏泄时用大量水冲洗
,容器宜使用能通气之特殊盖。其它与氯酸钾同。
用途:纤维等之漂白、消毒剂、化妆品、医药、农药制造用,实验室用氧化剂
,药店出售之俗称双氧水者系过氧化氢之3%水溶液。
(D)有机过氧化物
使用于合成化学上,尤其合成树脂等高分子化学上被广泛地使用。种类相当多。如Styrene,Vinylchloride,Vinylacetate,Acrylate,Polyester等聚合反应时,使用为聚合起始剂、催化剂等。此系过氧化物通常加入稳定剂及稀释剂以降低危险性,但仍有潜在之危险性,所以贮存及使用上必须有细心之注意。现在常用之有机过氧化物有下列五种,如Ketone peroxide,Dialkyl peroxide、Diacyl peroxide、Hydroperoxide、 Perester等。此等物在低温下单独存在时已有活性,或加促进剂后始有活性或加温至分解温度以上时呈现活性等特性,依用途可加以选择。通常Ketoneperoxide和Hydroperoxide以金属肥皂(钴及其它)为促进剂,Diacyl peroxide需用第三级胺(Dimethyl aniline,Dimethyl paratoluidine等)促进其反应。Dialkyl peroxide及Peroxide受促进剂之感度不大,在分解温度下不易分解,所以不适合在室温下之使用。
有机过氧化物依其危险度之高低,在贮存或使用时,必须遵守该有之注意事项。
贮存上之注意:
1避免日光之直射,贮存于冷暗通风处。
2避免火花、各种热源,如电炉、电暖器、蒸气管等。
3避免与其它药品贮存在同一处所,如还原剂、氧化剂等。
4定期检查容器之破损,以免漏泄后起燃。
使用上之注意:
1使用安全眼镜。
2使用量限于最低需要量,其余应另贮存他处。
3设备应保持清洁,有机过氧化物对强还原剂及氧化性物特别敏感。
4使用场所避免有火气,如电器火花,产生高热之机器均应避免。
5溢出时立即以吸收剂吸附,并依指定废弃物处理法处理。
6附着于皮肤时,以肥皂或用水洗净。
7熟悉有机过氧化物之理化性及遵守注意事项。
废弃处理:
1当液体有机过氧化物在漏泄,或混入污染物时,可使用硅酸系吸附剂,固体、
黏状物时则混合后去除之。
2吸附后尽速每次以少量掩埋,必要时需采取化学水解法
3有机过氧化物难溶于水,所以避免流入于水沟中。
4吸附操作中勿使用金属制工具,以免产生火花。
(D)-2主要有机过氧化物
贮存及使用上之注意:与氯酸钙同。
用途:氧化剂、漂白剂之原料。
1Methyl ethyl ketone peroxide MEKPO
一般性质:MEKPO系链状与环状结构之混合物,其组成依制法而异,高浓度
者危险性颇高,市售品常用Dimethylphthalic acid或 dibutylphthalic
acid稀释剂稀释至50~60%。通常为无色、有异臭之油状液体。m.p.
-20℃以下,引火点58℃以上,发火点205℃,部份可溶于水,不溶
于脂肪族碳氢化合物溶剂及植物油。可溶于乙醇、乙醚及酮类。
MEKPO有强氧化作用及自然分解之趋势。分解之原因来自热、光
等,其它易受碱金属、碱土金属之氢氧化物、氧化铁、胺等促进分
解,急速分解时有发烟及发火之危险。
危险性:40℃以上时开始分解,80~100℃时起激烈之发泡,110℃时产生大量
白烟,此分解气易着火。30℃以下时,倘与破布片、铁锈接触,则起
分解,硅藻土,脱脂棉在常温下长期之接触亦将分解发烟、发火。大
量之MEKPO开始燃烧时有爆炸之可能。
用途:不饱和Polyester树脂之硬化用催化剂,其它用于加工,涂料工业等。
2Benzoyl peroxide(C6H5CO)2O2
一般性质:无臭、白色黏状结晶,sp.gr. 1.334(25℃),在106~108℃起分解,不
溶于水,稍溶于乙醇。可溶于乙醚芳香族碳氢化合物,氧化作用极
强。常温下尚称稳定。加热至100℃前后时产生白烟而起激烈之分
解,在75~80℃长期间之加热时能起分解。由加热、冲击、摩擦易
起爆炸状分解。
危险性:受热、摩擦、冲击之敏感度较Acetyl peroxide,Diacetone peroxide低
。但较苦味酸或TNT为高。含水时不易爆炸。
贮存、使用时之注意:避免加入其它物质、加热、冲击、摩擦,并防止容器之
破损,密封贮存于冷暗通风处,远离火源而分批为宜。
灭火时可用大量水,小型火灾时可用泡沫、二氧化碳及
干粉,危急时先用砂、石粉。高浓度时有可能爆炸。故
应保持适当距离进行灭火。
用途:90%以上者,用于聚合催化剂,呈粉末状,50%以上者以TCP,DBP,
DOP为稀释剂。19~20%者加入硫酸钙、碳酸钙,亚磷酸钙成为粉末状
,而用于小麦粉等之漂白用。
(E)硝酸盐类
通常有潮解性,另溶于水。对冲击、加热之稳定性较氯酸盐类、过氯酸盐类大。与可燃物混合时易起燃。硝酸盐类中NH4NO3,KNO3及NaNO3较为危险。通常被当作火炸药原料之一。
a.硝酸铵NH4NO3
一般性质:无臭白色结晶,有潮解性,sp.gr.1.72,m.p.165℃,受加热而分解。
危险性:单独存在时倘受急速加热或强烈冲击时可能会爆炸。混合有机物、可
燃物时由加热、冲击、摩擦引起之发火、爆炸之危险性会增大。
贮存、使用上之注意:与氯酸钠同。
用途:炸药原料、氮肥料。
b.硝酸钾KNO3
一般性质:亦称为硝石,白色结晶或粉末,sp.gr.2.098.m.p. 336℃,分解时产
生氧气。加热至400℃时,突然起分解。另溶于水,黑色火药之原料,硫黄、炭粉混合物之燃烧,需由KNO3供应需要的氧气。
危险性:加热时放出氧气,加入可燃物、有机物时由加热、摩擦、冲击而爆炸
贮存、使用上之注意:与氯酸钾同。
用途:黑色火药、烟火、医药、肥料、氧化剂。
c.硝酸钠NaNO3
一般性质:无色结晶。sp.gr. 2.26,m.p. 308℃。有潮解性,易溶于水、乙醇。
危险性:加热时在310℃会熔解放出氧气,反应急速时则起爆炸。混合有机物、
可燃物时由加热或点火则起激烈之燃烧。
贮存、使用上之注意:与氯酸钾同。
用途:染料、硝酸、肥料、医药之制造。
d.其它硝酸盐类
硝酸钡[Ba(NO3)2]、硝酸钴[Co(NO3)2]、硝酸镍[Ni(NO3)2]、硝酸铜[Cu(NO3)2]、
硝酸铅[Pb(NO3)2]、硝酸铁[Fe(NO3)2]、硝酸镁[Mg(NO3)2]、硝酸银[AgNO3]、硝
酸锶[Sr(NO3)2]等,均具有类似硝酸钠之危险性。硝酸银加氨水,硝酸汞加入乙
醇时各产生雷银及雷汞而有爆炸之可能。
(F)高锰酸盐类
危险性较硝酸盐稍低,属于氧化剂。主要为KMnO4及NH4MnO4。
a.高锰酸钾KMnO4
一般性质:黑紫色有金属光泽之结晶,sp.gr 2.7,在240℃起分解而放出氧,溶
于水呈浓紫色,易溶于冰醋酸及丙酮。
危险性:单独时较稳定,加入少量硫酸时易起爆炸,受日光之影响而分解,加
入有机物、乙醇、乙醚、硫黄、磷、锑、炭粉等后摩擦或加热时,易
起发火或爆炸。
贮存、使用上之注意:与氯酸钾同。
用途:消毒剂、氧化剂、漂白剂、医药、有机药品制造。
(2)第二类危险物品
1第二类危险物品概论
此类化合物属于在较低温度下易着火之可燃性物质。燃烧时其燃烧速度快,通常为固
体,有毒或燃烧时产生有毒气体者。灭火较为困难者为多,用水冷却较为有效,不宜使用窒息法灭火。此类危险物需避免与氧化剂、火花、火焰、高温器具之接触。需注意容器之破损及遵守法令之规定储存。
2第二类危险物品之理化性质
(A)黄磷 P
淡黄色固体有异臭,sp.gr. 1.83,m.p. 44℃,bp. 280℃。不溶于水微溶于乙醇,可
溶于苯、乙醚,易溶于二硫化碳、三氯化磷。蒸气密度4.4。在暗处产生磷光。发
火温度约50℃,在空气中先产生白烟P2O5再起燃,黄磷系剧毒之物。
危险性:与空气接触时起燃,着火温度低,故燃烧面积迅速扩大,易燃,并有毒。
储存、使用上之注意:储存于水中隔绝与空气之接触,经长时间之储存,周围之
水呈酸性,黄磷在酸性水中之溶解度会增加,储存水之pH需定期检查,以免容器之腐蚀。防止磷化氢之产生,储存水可用氢氧化钙将pH调整至9.0,但勿超过此pH值。毒性高,操作中需加以注意。
用途:磷酸、红磷、磷化钙之制造及有机合成用。
(B)硫化磷P4S3(P2S5.P4S7)
一般性质:黄绿色结晶或粉末。有三、五及七硫化磷三种。
P4S3 sp.gr. 2.03,m.p.172℃,bp.407℃
P2S5 sp.gr. 2.09,m.p.290℃,bp.514℃
P4S7 sp.gr. 2.19,m.p.310℃,bp.523℃
P4S3在热水中起分解,其它两种化合物之分解缓慢,分解时各产生硫化氢,为
有毒气体,具可燃性。
危险性:P4S3在空气中100℃下发火。由摩擦热,小火焰而起燃,与过氧化物
、过锰酸盐金属粉末共存时会自然发火。
储存、使用上之注意:储存在冷暗处,避免加热、火焰、冲击及氧化剂之接触
用途:火柴制造、合成化学用。
(C)红磷P
一般性质:红褐色、无臭粉末,sp.gr.2.20,m.p. 600℃。在常压加热时于400℃
附近升华。不溶于二硫化碳,毒性低。发火温度260℃,加入氧化
剂时会发火。
危险性:较黄磷安全,不纯者含有黄磷之可能,需加注意。
储存,使用上之注意:勿与氧化剂混合,避免与引火性物、发火性物及爆炸性
物之接触,储存于冷暗处。
用途:火柴、医疗、合成化学等。
(D)硫黄S
一般性质:黄色固体或粉末,有斜方晶系、单斜晶系、非晶系等三种形态。
sp.gr.1.92~2.07,斜方晶系者sp.gr.2.07,m.p.113℃,加热时在95.5
℃变成单斜晶系,sp.gr.1.96,m.p.119℃,继续加热至160 ℃时呈黑
色不透明物,200℃时为黏稠状,至250℃时呈现流动性,445℃时
起沸腾。溶解状硫黄倾入水中急速冷却时可得橡皮状硫黄,此时不
溶于水,微溶于乙醇,易溶于二硫化碳,发火温度360℃,燃烧时
起淡黄色火焰产生二氧化硫。
危险性:与氧化剂混合者由加热、冲击、摩擦而发火或爆炸,粉尘状时有爆炸
之可能,溶解状硫黄与氯、灼热碳作用时产生强引火性之S2Cl2、CS2
储存、使用上之注意:隔离氧化剂,避免加热、摩擦时带负电。所以应防止静
电之蓄积。火灾时有刺激性毒气SO2产生。需防毒面具
之使用。
用途:二硫化碳、硫酸、火药、烟火、火柴、橡皮制造。
(E)金属粉
a.铝粉Al
一般性质:银白色、软金属,sp.gr. 2.7,m.p. 660℃,bp. 2000℃。溶于酸、碱
而产生氢气,粉末状者易发火。
危险性:含有氧化剂者易受加热、冲击、摩擦而发火,勿与卤素元素接触以免
自然发火。
储存、使用上之注意:隔离氧化剂,避免水分、卤元素之接触,粉尘爆炸时
灭火不易,灭火时可用砂、草席覆盖。
用途:印刷、涂料、包装用。
b.镁粉Mg
一般性质:银白色,sp.gr. 1.74,m.p.约650℃,b.p.1120℃,与酸、水接触时
产生氢气,易燃。
危险性:点燃时呈白光高热状态,含有氧化剂时由冲击可能会引燃。
储存、使用上之注意:注意粉尘之大小,悬浮在空气中时尤需注意。
用途:烟火、轻工业合金。
(3)第三类危险物品
1第三类危险物品概论
第三类危险物品能与水起发热反应或产生可燃性瓦斯而起燃,通常称为禁水性危险物
。此系化合物中,生石灰在吸水时只能发热,其它化合物常发生可燃性瓦斯而燃烧,
有时则起爆炸。储存时应检查容器是否有破损或腐蚀,并避免与水分之接触。对第三
类危险物之灭火并无特殊之方法,干砂轻石或蛭石粉尚可应用,而切勿用水灭火。
2第三类危险物之理化性质
(A)金属钾K
一般性质:银白色有光泽之软性金属,m.p. 63.5℃,b.p. 762℃,sp.gr. 0.857,在空
气中受氧化而表面失去光泽,化学活性强,与水接触时起火燃烧。
危险性:与水作用产生氢气,由发热反应氢气会起燃,在高温下钾蒸气亦能燃烧
,对皮肤有腐蚀性。2K+2H2O = 2KOH+H2+ 2x46.4Kcal
储存、使用上之注意:避免与水接触,储存中应注意是否保护液之蒸发而暴露在
空气中。燃烧时量多则不易灭火,最好分批储存。
用途:有机药品、染料及合成化学用。
(B)金属钠Na
一般性质:银白色,有光泽之软金属,m.p. 97.8℃,b.p. 880℃,sp.gr. 0.97,其它
类似金属钾。
危险性:类似金属钾。2Na+2H2O=2NaOH+H2+ 2x44.1Kcal
储存、使用上之注意:与金属钾同。
用途:有机药品、染料、合成化学、四乙基铅之制造。
(C)碳化钙CaC2
一般性质:白色固体,不纯者灰黑色块状,m.p. 230℃,sp.gr. 2.22,与水接触时生
成乙炔及消石灰。
危险性:与水或湿气反应,产生易爆气体C2H2,属于发热反应,发火温度为335
℃。
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2+27.8 Kcal
F.L.为(2.5,80),加压至一气压以上时不含空气下亦能爆炸,乙炔与铜起
反应而爆炸,所以配管、凡而等不能用铜之材质。
储存、使用上之注意:避免与水分接触,需密封储存,容器内可注满不活性气体。
用途:制造乙炔、合成纤维之原料、焊接用、照明用等。
(D)磷化钙Ca2P2
一般性质:红褐色块状固体,m.p. 1600℃,sp.gr. 2.51,加热或接触弱酸时起激烈
反应而生成磷化氢。
危险性:与水作用时产生有毒之磷化氢。
贮存、使用上之注意:与碳化钙同。
用途:水中用信号筒。
(E)生石灰CaO
一般性质:白色固体或粉末,m.p. 2572℃,sp.gr. 3.2,在常温下吸收空气中之二氧
化碳而成为碳酸钙,加水时发热,本身属于不燃物。
危险性:与水接触时之反应热能引燃其它可燃物。
CaO+H2O→Ca(OH)2+18.42 Kcal
贮存、使用上之注意:避免水分之接触,吸收水分时,由膨胀容器易破损。灭火与
金属钾同。
用途:肥料,碳化钙、建筑材料、漂白粉、中和剂等。
(4)第四类危险物品
此类含有常温下呈液状之可燃性液体及较低温度下变为液状之可燃性固体物。其共同理
化性如下:
1容易引火:引火点之高低影响引火性之难易。可燃性混合气需达到引火点且在燃烧界
限内时始能燃烧。以乙醇为例,其引火点为13℃,在冬天引火较难,夏
天则易。液体温度比引火点高时产生之蒸气量增多,可燃性气体扩散之范
围则大,因此引火之危险性则增高。
2蒸气较空气为重:氰化氢以外之可燃性蒸气较空气为重,所以易向低洼处滞留,结果
不易被发现而有可能自远距离之火源如烟蒂所引燃。汽油之蒸气密
度为3~4;比空气轻之氰化氢为0.932。
3此系化合物之可燃性蒸气之燃烧下限偏低。因燃烧下限低且燃烧范围宽者危险性则高
。(欲知各种可燃性液体之危险性如何而周围又无燃烧上下限之资料时可自沸点、引
火点、蒸气压等资料加以推测)。
4此系化合物之着火温度亦偏低。对引火点低之化合物需避免与加热器之接触,并注意
火花、静电等。
5此系化合物通常比水轻并难溶于水。多种可燃性液体除二硫化碳以外其它比水轻,又
醇类以外大部份难溶于水,所以能浮在水上火之面积较大。用水灭火时火灾面积会扩
大,有选择灭火剂之必要。
(A)第四类危险物品之火灾预防及灭火
a.第四类危险物品之使用及储存。可燃性液体有引火性,最好能储存在引火点以
下之温度。加热时需防止液体之漏泄及产生蒸气。蒸气以肉眼无法看见,通常
较空气重而流向低凹处,所以需考虑排出于高处使其扩散,此时需注意周围之
环境,如避免有火花之场所,(此时对静电问题容易被忽略)。石油类之导电性低
,由流动时之摩擦有时会产生静电。当静电蓄积多时可能由放电产生火花而引
起火灾。
b.灭火方法:灭火时可用下列方法遮断空气(稀释至燃烧范围外),移除燃烧物质,
将可燃物冷却至引火点以下时能达到灭火的目的。实际上可燃性液
体之冷却不易做到,因为引火点比常温低者无法冷却至引火点以下
。对移除燃烧物质一项而言,有时也有困难,如可燃性液体从大储
存槽漏出或自加压配管喷出时则不易处理,由此可见第四类火灾以
遮断空气,与窒息灭火之方法最有效。灭火剂可用卤化碳氢化合物
、干粉及泡沫。灭火时需大量灭火剂在短时间内覆盖液面。灭火剂
各具有特色,如醇类火灾时醇类有消泡能力,所以不宜使用一般泡
沫剂,因此需选用抗消泡性灭火剂才有效。小型灭火器之容量有限
,所放出之量还不到最低所需量前已用罄时火焰立刻烧回原来之位
置,所以大型灭火器之效果较小型者优。
注:可燃性液体之火灾通常火焰大、辐射热强,碳数多分子量大者有大量黑烟。
(B)主要第四类危险物品之理化性
特殊引火物:依日本消防厅危险物规制课所称:特殊引火物含有三种,则乙醚、二硫
化碳及消化棉胶(Collodion)外,由理化性质另列出四类:
a.在一气压,20℃下,发火温度在100℃以下之物。
b.在一气压,20℃下为液体,引火点在-20℃以下,且沸点在40℃以下之物。
c.在一气压,20℃下为固体,超过20℃至40℃之间变为液体,且发火温度在100℃
以下之物。
d.在一气压,20℃下为固体,超过20℃至40℃之间变为液体,且引火点及沸点各低
于-20℃及40℃以下之物。
被指定为特殊引火物之化合物,其发火温度,引火点及沸点均属偏低者为对象。在
第四类危险物品中危险度最高。
主要特殊引火性化合物如下:
1乙醚Ether C2H5OC2H5
理化性质:高挥发性无色液体,带甜特异臭,蒸气有麻醉性,20℃下水100ml可
溶7.5g,易溶于乙醇,b.p. 34.6℃,sp.gr. 0.71,引火点-45℃,发火温
度180℃,蒸气密度2.56,F.L. 1.9,36。
危险性:易燃、易爆之液体,在可燃性液体中属于危险性较高之一种。照日光或
长时间曝露在空气中时易产生过氧化物,含有过氧化物之乙醚在蒸馏时
或激烈振摇时有可能起爆炸。干燥状态乙醚属于非导电性,所以在流动
,激烈搅拌,过滤时易产生静电而起燃。
储存、使用上之注意:严禁火气,储存在于冷暗处,防止蒸气之漏泄,可能有蒸
气泄漏时需置于通风良好之处,勿曝露在直射光下,以玻
璃容器贮存时需用棕色瓶。勿用无色玻璃以免产生过氧化
物。勿储存于冰箱内。灭火可用二氧化碳、卤化物等灭火
剂。
用途:人造纤维、油脂等溶剂,无烟火药、医药、有机合成等。
2二硫化碳Carbon disulfide,CS2
理化性质:无色透明液体,高纯度者接近无臭,通常有特异臭;b.p. 46.3℃,sp.gr.
1.26,引火点 -30℃,发火点100℃,蒸气密度2.64,F.L. 1.44,难溶
于水。
危险性:极易挥发易引火,危险度极高之液体,蒸气有毒(MAC 20ppm),燃烧时产
生有毒气体二氧化硫。
储存、使用上之注意:引火点、发火点均低,应避免接近火源。储存于通风良好之
冷暗处,定期检查容器之状态,以免蒸气或液体之漏泄。因
比水重,所以装于罐桶等容器时上面可加水以防蒸发。灭火
时可用二氧化碳、卤素化合物灭火剂及干粉等。
用途:人造织维、四氯化碳之制造、溶剂、防腐剂、杀虫剂等原料。
3硝化棉胶Collodion
理化性质:低硝化度之硝化棉可溶于乙醇-乙醚(约3:1)混合液中,呈无色透明液
。引火点 -18℃,涂于物体表面而溶剂挥发后形成涂料保护膜。
危险性:溶剂为醇及酸之混合物,所以易引火,起燃后硝化棉再以激烈方式燃烧。
储存、使用上之注意:避免火源、加热、冲击、防止溶剂之急速蒸发,储存于低温处。
用途:底片、赛璐珞之原料。
1乙醛Acetoaldehyde,CH3CHO
理化性质:极易挥发之无色液体,有类似果实之刺激臭。另被氧化及还原,与水互
溶,可溶于多种有机溶剂,能溶橡皮,b.p. 21℃,sp.gr. 0.783,引火点
-38℃,发火温度185℃,蒸气密度1.52,F.L. 4.1,57。
危险性:沸点低、挥发性大,引火点低,F.L.宽,易引火,蒸气能刺激眼、鼻、喉
、气管。
贮存、使用上之注意:加压下能产生爆炸性过氧化物,避免与空气,铜或铜合金之
接触。灭火时可用雾状水,二氧化碳及干粉。
用途:有机合成、溶剂。
2环氧丙烷Propylene oxide CH3CHCH2
理化性质:无色有乙醚臭液体,易与其它物质反应,b.p. 34℃,sp.gr. 0.830,引火
点 -37℃,蒸气密度2.0,F.L. 2.5,38.5,易溶于水,乙醚、甲醇、苯
、甲苯、四氯化碳等。化学活性大.蒸气压高(20℃时445mmHg)。
危险性:与多种物质混合时起激烈反应,加酸或碱时发热而聚合,沸点引火点均低
,易挥发而引火,燃烧范围宽,吸入低浓度之蒸气时呈轻度头昏,呕吐现
象,浓度高时刺激眼睛及黏膜、严重时患肺水肿。
储存、使用上之注意:避免与铜、银、镁等金属接触,储存时容器中应注满氮气等
不燃性气体。输送、分装时尤须注意配管,容器中先用氮气
置换后始能进行。由此步骤可防止环氧丙烷形成爆炸性混合
物。因富于反应性,合成过程中需抑制反应速度,惟反应热
大易发生危险。灭火时应带防毒面具,浓度高时皮肤尽少曝
露,灭火剂可用干粉、二氧化碳、卤素化合物、泡沫等。
用途:丙二醇(聚酯树脂、抗冻液、化妆品等原料),界面活性剂、溶剂等。
3烷化铝类:
理化性质:系烷基与铝之化合物。有时会有卤素之化合物,通常为无色透明之液体
,与空气接触时发火,与水接触时起激烈反应,危险性极高。对水之反
应性及发火性依碳数之增加而降低。因危险性高,通常可用苯或乙烷稀
释以降低危险性。容器中需充满氮气等不活性气体。发火时不易灭火,
不能使用水、泡沫、二氧化碳、四氯化碳等。低浓度者能用干粉。当漏
泄时尽早用干燥砂覆盖以免火灾面积扩大为第一优先。
主要烷化铝 b.p(℃) 外观
三乙基铝,TEAL (C2H5)3Al -58.5 无色透明
Triethyl aluminium
三异丁基铝,TIBAL (iso-C4H9)3Al -5.6 无色透明
Triisobutyl aluminium
二乙基氯化铝,DEAC (C2H5)2AlCl -85.4 无色透明
Diethyl aluminium chloride
三丁基铝,TNBAL (n-C4H9)3Al 淡黄透明
Tributyl aluminium
例:二乙基氯化铝 (Diethyl aluminium chloride, DEAC)
理化性质:无色透明液,易溶于苯等碳氢化合物,与空气接触时自然发火,加入
氯化碳氢化合物时起激烈反应,能腐蚀铝,sp.gr. 1.232,b.p.194℃。
危险性:在空气中发火时产生大量白色氯化铝及氯气之烟雾,加水时亦同,此烟
雾对气管及肺有害。与皮肤接触时破坏组织,呈烫伤状。
储存、使用上之注意:避免日光、火源、空气、水、容器内需注入氮等不活性气
体。
4烷化锂
指烷基与锂之有机金属化合物之总称。此系化合物通常在常温下无色、黄色以至淡
棕液体。与烷化铝同在空气中发火,对水,二氧化碳等起激烈反应,危险性极高。
稀释法,容器中之注氮气、灭火等事项参照烷化铝。
用途:合成橡皮、聚合催化剂等。
正丁基锂,n-Butyl lithium, NBL CH3(CH2)3Li
比重:1.765 外观:黄、淡黄液体
第二丁基锂,Sec-butyl lithium, SBL CH3CH2(CH3)CHLi
比重:10.78 外观:无色黄色液体
异丙基锂,Iso-propyl lithium, IPL (CH3)2CHLi
比重:0.68 外观:无色黄色液体
理化性质:黄至淡褐色液体,易溶于乙烷等碳氢化合物,高温下分解为氢氧化锂或
碳氢化合物能腐蚀铅、橡皮等。
危险性:在空气中发火,可加己烷等稀释,燃烧时产生烟雾、蒸气均有毒,破坏组
织,呈烫伤状。
贮存、使用上之注意:避免接触日光、火源、水、空气。容器需注满氮气,灭火方
法参照烷化铝。
(C)第一石油类
此系中有丙酮及汽油外另依理化性状分为二系列。
a.一气压,20℃下液状物,引火点未满21℃者。
b.一气压,20℃下为固体物,超过20℃至40℃之间呈液状且引火点未满21℃者。
指定为第一石油类之物其引火点很低,在第四类危险物中危险性仅次于特殊引火物者
,属第一石油类者为数众多,无法全部详列,兹将较重要看列于如下:
a.丙酮Acetone CH3COCH3
理化性质:高挥发性无色透明液体,有特异香,储存中变黄、照光时起分解,引火
点 -18℃,发火点538℃,蒸气密度2.0,F.L. 2.6,12.8。
危险性:易挥发,易引火,其它与乙醚同。
储存、使用上之注意:储存于冷暗、有通风处、灭火时雾状水最佳,二氧化碳亦可
,有消泡性。
用途:涂料、硝化棉、溶剂、火药等制造。
b.汽油
理化性质:汽油为自原油中之低沸点分馏部分。由原油成分、提炼方法、使用目的
等所制产品稍有不同,大部分为饱和及不饱和碳氢化合物之混合物。汽
油为无色液体,有特异臭,殆不溶于水,为提高燃烧效果常加入四乙基
铅后染为橘红或青绿色。b.p.约60~210℃,sp.gr. 0.7~0.8,引火点-20~
-43℃,发火温度约300℃,蒸气密度3~4,F.L. 1.4,7.6。
危险性:易引火、蒸气滞留在低凹处,无风时危险范围会扩大。由流体摩擦产生静
电,有时由静电火花而着火。
储存、使用上之注意:储存于冷处,注意通风,室内蒸气需设法排出,勿在附近有
火花之场所操作避免漏泄,勿装于开放容器内。汽油之体
膨胀率为0.00135/℃,设液体温度上升50℃时体积则增加
6.7%,在密闭容器内空间容积设为10%时其内压由液体膨
胀则增加2.5倍,当温度急速上升时压力增加快,需加以注
意。少量之汽油火灾可用小型灭火器,大型火灾则需泡沫灭
火装置,有时亦可用干粉灭火装置。
用途:内燃机燃料、涂料、萃取用溶剂,干洗用剂。
c.苯Benzene,C6H6
理化性质:易蒸发无色透明液,有异香、蒸气有毒。能溶树脂、橡皮、油脂等。石
油系饱和碳氢化合物中属于溶解能较大者,易与各种有机溶剂混合。殆
不溶于水。b.p. 80℃,m.p. 5.5℃ sp.gr. 0.88。引火点-11℃,发火点538
℃,蒸气密度2.71,F.L.(1.4,7.1)。
危险性:易挥发、引火性大,与汽油同易产生静电。MAC 35ppm,吸入蒸气之多
寡呈现慢性或急性中毒。
储存、使用上之注意:避免火气,防止漏泄,改善通风,注意静电,灭火方法与汽
油同。
用途:油脂萃取剂、合成原料、橡皮制造用。
d.甲苯 Toluene,C6H5CH3
理化性质:挥发性无色液体,MAC,200ppm,不溶于水,b.p. 110℃,m.p.-95℃,
sp.gr. 0.871,引火点4℃,发火点552℃,蒸气密度3.14,F.L.(1.4,6.7)
危险性:同苯。
储存、使用上之注意:同苯。
用途:涂料、橡皮溶剂,着色用染料,火药原料。
(C)-1乙酸酯类
醋酸COOH基之H以烷基所置换者,大部分有果实般特异臭,引火点随分子量之增
加而提高,能溶解硝化纤维、油脂等。
a.乙酸甲酯,Methyl acetate,CH3COOCH3
理化性质:挥发性无色液体,稍有麻醉性,有类似丙酮之溶解性,22℃下可溶于三
倍之水。b.p. 57℃,sp.gr. 0.925,引火点 -10℃,发火点454℃,蒸气密
度2.56,F.L.(3.1,16.0)。
危险性:与汽油类似。
贮存、使用上之注意:同汽油,灭火时可用水溶性泡沫。
用途:工业用溶剂。
b.乙酸乙酯 Ethyl acetate,CH3COOC2H5
理化性质:挥发性无色液体,具有果实样臭气。能溶油脂、树脂等。能与醇、乙醚
等有机溶剂互溶,b.p.77℃,sp.gr. 0.899,引火点-4℃,发火点427℃,
蒸气密度3.04,F.L.(2.5,9.0)。
危险性:易挥发而引火,其它与汽油同。
贮存、使用上之注意:贮存法与汽油同,灭火时可用抗醇用泡沫。
用途:溶剂。
c.乙酸丁酯 n-Butyl acetate,CH3COOC4H9
理化性质:无色液体,有果实样臭气,与多种有机溶剂互溶,殆不溶于水,b.p.127
℃,sp.gr. 0.88,引火点22℃,发火温度421℃,蒸气密度4.00,F.L.(1.7
,7.6)。
危险性:引火点接近常温,液体温度较引火点高,则在液面上形成易爆混合气。
储存、使用上之注意:罐装时罐内液面上之蒸气有时已形成易爆混合气、避免火气
,灭火时可用一般泡沫剂。
用途:油脂、树脂、纤维素衍生物之溶剂。
d.乙酸戊酯Amyl acetace,CH3COOC5H11
一般性质:无色液体,有强烈果实臭,能与有机溶剂互溶,不溶于水,b.p.149℃,
sp.gr. 0.879,引火点25℃,发火温度379℃,蒸气密度4.49。
危险性:同醋酸正丁酯。
(C)-2甲酸酯类
a.甲酸甲酯,Methyl formate,HCOOCH3
理化性质:挥发性液体,易被分解,b.p. 32℃,sp.gr. 0.795,引火点-19℃,发火温
度449℃,蒸气密度2.07,F.L.(5.9,20)。
危险性:同乙酸甲酯。
贮存、使用上之注意:同醋酸甲酯。
用途:同乙酸甲酯。
b.甲酸乙酯Ethyl formate,HCOOC2H5
理化性质:挥发性液体,有类似甘蔗酒臭,易受水分之分解。在18℃下溶于9倍量
水,与大部份有机溶剂互溶,b.p. 54℃, sp.gr. 0.922,引火点 -20℃,发
火点578℃。蒸气密度2.55,F.L.(2.7,13.5)。
危险性:挥发性易引火。
贮存、使用上之注意:同汽油,灭火时可用水溶性泡沫剂。
用途:溶剂。
c.甲酸正丁酯n-Butyl formate,HCOOC4H9
理化性质:无色液体,有特异臭,稍溶于水,与石油醚、苯等其它有机溶剂互溶,
易溶油酯、树酯、硝酸纤维,b.p. 107℃,sp.gr. 0.911,引火点18℃,发
火温度322℃,F.L.(4.7,18)。
危险性:与醋酸丁酯同。
贮存、使用上之注意:与乙酸丁酯同。
用途:硝酸纤维、底片等溶剂。
d.甲酸戊酯Amyl formate,HCOOC5H11
理化性质:无色液体,类似甲酸丁酯,有微弱臭味。不溶于水,能与碳氢化合物有
机溶剂互溶,能溶油酯、树酯、硝酸纤维等,b.p.110~130℃,sp.gr.0.88
~1.885,引火点27℃。
危险性:与乙酸丁酯同。
贮存、使用上之注意:与乙酸丁酯同。
用途:硝酸纤维,黏着剂之溶剂。
(C)-3甲乙基酮Methyl ethyl ketone,CH3COC2H5 (M.E.K.)
理化性质:挥发性无色液体,有类似丙酮之香气,易溶于水,b.p.80℃,sp.gr. 0.806
,引火点 -1℃,发火点516℃,蒸气密度2.44,F.L.(1.8,10)。
危险性:引火点比丙酮高,F.L较丙酮狭小,其它与丙酮同。
贮存、使用上之注意:与丙酮同。
用途:丙酮之代用品、溶剂。
(C)-4醇类
a.甲醇Methyl alcohol,CH3OH
理化性质:挥发性无色透明液,微弱香味,液体及蒸气均有毒,以任何比率可溶于水
。b.p. 65℃,sp.gr.0.792,引火点11℃,发火点464℃,蒸气密度1.1,F.L.
(7.3,36)。
危险性:在引火点以上之温度下易引火,在密闭条件下则爆炸,气温较高时易产生可
燃性气体。燃烧时有淡色火焰。口服30 c.c.时引起失明,80 c.c.以上时可能致
命,应避免皮肤与甲醇之接触。
储存、使用上之注意:引火点在常温附近,在液面上产生燃烧界限内之蒸气,所以易
引火燃烧。灭火时可用抗醇性泡沫剂。
用途:合成化学原料、油酯、涂料溶剂。
b.乙醇Ethyl alcohol,C2H5OH
理化性质:挥发性无色芳香液体。与水或酯类以任何比率混合,可溶油脂及植物碱,
b.p. 78.2℃,sp.gr. 0.79,引火点13℃,发火点423℃,蒸气密度1.59,
F.L.(4.3,19)。
危险性:无毒、可燃性与甲醇类似。
贮存、使用上之注意:与甲醇同。
用途:造酒用、赛璐珞,漆、医药品制造用。
c.正丁醇n-Butyl alcohol,C4H9OH
理化性质:无色液体,有刺激臭,与多种溶剂任意混合,难溶于水。b.p.117℃,sp.gr.
0.806,引火点29℃,发火温度343℃,蒸气密度2.55,F.L.(1.4,11.2)。
危险性:引火点高,在室温下不产生易燃混合气,加热时则有引火之可能。
储存、使用上之注意:不易溶于水,起燃时可用抗醇性泡沫,有毒。
用途:涂料用溶剂,乙酸丁酯制造原料。
d.异戊醇iso-Amyl alcohol,C5H11OH
理化性质:无色液体,有特异刺激臭,能与有机溶剂混合、能溶油脂、树脂类。
b.p.132℃,sp.gr. 0.813,引火点43℃,发火点343℃,蒸气密度3.04,下
限1.2
危险性:与丁醇同。
贮存、使用上之注意:乙酸戊酯之制造、溶剂用。
e.吡啶Pyridine,C5H5N
理化性质:无色液体,通常含有杂质而呈黄褐色,有特异强烈臭;有毒,有吸湿性,在
碱性下稳定,不受氧化剂之分解,与大部分有机溶剂互溶,溶解能大,可
溶多数有机物。b.p.151℃,sp.gr. 0.98,引火点20℃,发火点482℃,蒸气
密度2.73。F.L.(1.8,12.4)。
危险性:与甲醇类似,能引火。
贮存、使用上之注意:与甲醇同。
用途:有机合成、溶剂用。
f.氯苯Chlorobenzene,C6H5Cl
理化性质:有石油臭之无色液体,稍有麻醉性。不溶于水,能与多种溶剂互溶,易溶
油脂、蜡、橡皮、天然树脂等,溶解能类似二甲苯,b.p.132℃,sp.gr.1.11,
F.L.(1.3,7.1)。
危险性:加热时易引火,其它与汽油同。
贮存、使用上之注意:贮存中需注意容器之破损,漏泄等。
用途:溶剂。
(D)第二石油类
此系中由项目所指定者有灯油及轻油二项,由性状所指定者有下列二项。
a.一气压,20℃下为液体,引火点自21℃至未满70℃者。
b.一气压,20℃下为固体,超过20℃至40℃内呈为液状,且引火点在21℃以上至未满
70℃者。
第二石油类之引火点通常较常温为高,所以不易引火,但经过加热液体温度高于引火点
时,其危险性则为第一石油类同。引火点以下时倘以雾状方式存在时则有引火之可能。
a.煤油Kerosine
理化性质:收集150~300℃蒸馏分称之,因沸点高,不易蒸发,含不纯物时呈淡黄色,
不溶于水,b.p.150~300℃,sp.gr. 1以下,引火点40℃以上。发火温度254℃
,蒸气密度4.5。
危险性:参照第二石油类。
贮存、使用上之注意:参照第二石油类。
用途:石油炉、石油发动机、溶剂等。
b.柴油Diesel Oil
理化性质:石油产品之一,介于灯油与重油之间,Paraffin、Cycloparaffin芳香族烃等混
合物呈淡褐色至红褐色,不溶于水,b.p.150~350℃,sp.gr. 1以下,引火点
50~70℃,发火温度257℃,蒸气密度较汽油为大。
危险性:参照第二石油类。
储存、使用上之注意:参照第二石油类。
用途:柴油引擎、燃料油、洗洁剂。
c.二甲苯Xylene,C6H4(CH3)2
理化性质:挥发性、无色液体、毒性较苯小,其它理化性与甲苯类似,通常为邻、隔、
对之混合物,邻二甲苯之b.p.为144℃,m.p.27℃,sp.gr.0.88,引火点30℃
,发火温度482℃,蒸气密度3.66,F.L.(1.0,6.0)
危险性:参照甲苯。
贮存、使用上之注意:参照甲苯。
用途:纤维素涂料用溶剂,强力胶溶剂。
d.甲酸(蚁酸)Formic acid,HCOOH
理化性质:无色透明液体,有刺痛感之刺激性,与皮肤接触时起发泡,可溶于水、乙醚
、乙醇等。点火时有深青色火焰,b.p.101℃,sp.gr. 1.218,引火点69℃,蒸
气密度1.59。
危险性:与皮肤接触时产生烫伤状水泡,其它参照第二石油类。
储存、使用上之注意:参照第二石油类。
用途:合成原料、无机及有机化合物之溶剂、染色助剂、皮革工业用。
e.冰醋酸Gracial acetic acid,CH3COOH
理化性质:无色透明液体,有特异刺激臭、腐蚀性强,在16.6℃下呈固态,易溶于水,
b.p. 118℃,m.p.16.6℃,sp.gr.1.05,引火点40℃,发火点427℃,蒸气密度
2.07,下限5.4。
危险性:与皮肤接触时呈烫伤状,其它参照第二石油类。
储存、使用上之注意:参照第二石油类。
用途:醋酸酯原料,有机合成。
f.松节油Terpentine
理化性质:无色液体,有异香。在空气中易被氧化,而逐渐变为黏粒状,殆不溶于水,
能溶于油脂、蜡、树脂,b.p. 153~175℃,sp.gr. 0.858~0.877,引火点35℃,
发火点240℃,下限1.0。
危险性:参照第二石油类。
贮存、使用上之注意:参照第二石油类。
用途:树脂类之溶剂,涂料溶剂。
g.樟脑油
理化性质:有芳香液体,精馏后可分为白油、红油及蓝色油,不溶于水,b.p.白油
150~180℃,红油180~280℃,蓝色油280~300℃,sp.gr.白油0.87~0.91,红
油1.0~1.035,蓝色油0.95~0.96,引火点白油47℃。
危险性:参照第二石油类。
贮存、使用上之注意:参照第二石油类。
用途:白油为防腐剂、红油为肥皂香料、蓝色油为用于选鈜油。
h.苯乙烯Styrene (Vinylbenzene) C6H5CHCH2
理化性质:无色液体,有特异臭,易溶于甲醇、乙醇、乙醚、二硫化碳等。不溶于水,
受加热、日光或过氧化物之影响起聚合,b.p. 146℃,sp.gr. 0.907,引火点32
℃,发火温度490℃,蒸气密度3.60,F.L.(1.1,6.1)。
危险性:长时间与皮肤接触时呈发炎状,高浓度之蒸气有毒,其它参照第二石油类。
用途:Polystyrene,Polyester,离子交换树脂ABS等,合成橡皮原料。
i.溶纤剂Ethyl cellosolve
理化性质:无色液体,能与乙醇、乙醚、丙酮、水任何比例混合,能溶油脂、树脂、蜡
等,b.p.135℃,sp.gr. 0.931,引火点40℃,发火点238℃,蒸气密度3.10,
F.L.(1.8,14)。
危险性:引火点40℃,第二石油类中属于较容易引火者。
储存、使用上之注意:参照第二石油类,因属于水溶性,灭火时用普通泡沫则无效。
用途:硝化棉、溶剂、漆去除剂、乳化液、稳定剂。
(E)第三石油类
有重油及Creosort oil,另由物品性质到分出在一气压20℃下液状,其引火点在70℃以上
至未满200℃之物,此等物引火点高,除非加热,否则无引火之危险,但引火时液体温度
高,使用泡沫或水时易蒸发或沸腾,又大量燃烧时不易冷却,以致灭火困难。
a.重油
理化性质:暗褐色液体,b.p. 300℃以上,依用途成份各异,沸点、引火点各有不同。
用途:柴油引擎,加热炉用燃料,其它各项参照第三石油类。
b.樵油Creosort oil
理化性质:黄或暗绿色油状液,有异臭、蒸气有毒。不溶于水,可溶于乙醇、苯、甲苯
等,引火点74℃,发火温度336℃。
用途:木材防腐用,纤维染料、消毒、涂料、燃料。其它参照第三石油类。
c.硝基苯Nitrobenzene,C6H5NO2
理化性质:暗黄或褐色液体。有异臭,对水之溶解度为0.19%,无氧气之供应时不燃,
亦属于非爆炸性物,有毒,b.p. 211℃,m.p. 5.7℃,sp.gr. 1.204,引火点88
℃,发火温度482℃.蒸气密度4.25。
危险性:由皮肤吸收,闻吸蒸气及口服时会中毒。
贮存、使用上之注意:加热时放出有毒气体,其它参照第三石油类。
用途:有机合成。
d.乙二醇Ethylene glycol,C2H4(OH)2
理化性质:无色黏状吸湿性无臭液体,易溶于乙醇、水、丙酮、甘油等,殆不溶于乙醚
、二硫化碳,b.p.197℃,sp.gr. 1.113,引火点111℃,发火点413℃,蒸气密
度2.14,下限3.2。
用途:合成纤维原料、耐寒用冷却剂,有机合成、医药,其它参照第三石油类。
e.甘油Glycerin,C3H8O3
理化性质:无色透明、黏性液、无臭、有吸湿性,呈甘味,能以任何比例与水、乙醇混
合,不溶于二硫化碳、苯等,b.p. 290℃,sp.gr. 1.26,引火点160℃,发火点
393℃,蒸气密度3.17。危险性,贮存等参照第三石油类。
用途:香烟、化妆品、防冻剂、透明肥皂、溶剂、印刷用墨、香料、制药。
(F)第四石油类
此项目列入者有Ceder oil及Cylinder oil 依性状所划分者有在一气压20℃下呈液状,而
引火点颇高,除非加高温,否则无引火之可能,但与第三石油类同,燃烧时温度高,水
系灭火剂难以应用,其困难之程度可认为比第三石油类为大。
a.润滑油
理化性质:可分为石油系润滑油、合成润滑油、脂肪油等,普遍被使用者为石油系润滑
油,主要成分系高分子碳氢化合物,其它尚含有硫黄、氮、氧等结构,相当
复杂,主要润滑油之引火点如下:
Turbine oil 200~250℃
Mortor oil 200~270℃
Diesel engine oil 200~270℃
Cylinder oil 230~340℃
Gear oil 200~300℃
Spindle oil 140~200℃
危险性:参照第三石油类。
储存、使用上之注意:参照第三石油类。
用途:Turbine oil:水力滑轮、蒸气滑轮润滑用。
Cylinder oil:蒸气机Cylinder润滑用。
Gear oil:各种车辆润滑用。
Diesel engine oil:柴油引擎润滑用。
b.可塑剂 (软化剂)
理化性质:挥发性低之溶剂,加入于塑料、合成橡皮内使具有可塑性之状态,主要化合
物如下:
1.苯二甲酸酯phthalic acid ester
n-Octylphthalate (DOP) 219℃
Octyldecylphthalate 228℃
Decylphthalate 221℃
Dimethylphthalate (DMP) 146℃
Diethylphthalate (DEP) 152℃
Dibutylphthalate (DBP) 170℃
Dibutylene ethylphthalate (BBP) 199℃
2.磷酸酯Phosphoric acid ester
Tricresylphosphate (TCP) 230℃
Tributylphosphate 146℃
3.脂肪酸、二盐基酸
Octylsebasicate 215℃
1-n-Octylazipic acid 10℃
Butylsebasicate
c.动植物油
1 atm,20℃下液状者为对象,此系列者引火点大约280~330℃,虽不易引火,但加热
后引火时,热度偏高,亦不易灭火,贮存时需防止漏泄,避免火气。需加热时勿加至引
火点以上,干性油倘溶在破布,棉花上时,有可能自然发火。
a.Boil oil
干性或半干性油加入干燥剂锰、钴等氧化性盐类,吹入空气致使其干燥,通常用亚麻
仁油、棉实油等,主要用途为漆、雨衣、水果包装纸防水油等。
b.油性清漆 Varnish
树脂与干性油加热聚合后再溶于溶剂时,除了亚麻仁油、桐油外,尚有含成干性油等
,稀释剂通常用汽油,成份中合有酚树脂时溶剂加入甲苯,Cellosolve,solvent
naphtha等。用途为木材加工品,防水、接着剂、漆等原料。
c.酒精涂料
危险性相当于第二石油类,一种昆虫分泌物溶于酒精中,酒精为主要溶剂者称为酒精清漆。
d.硝化棉透明漆
危险性相当于第二石油类,所谓透明漆 (Laquor) 者以硝化棉溶于溶剂内,通常再加
入多量树脂,可塑剂等。
e.透明漆辛那 (Laquor Thinner)
危险性相当于第二石油类,通常黏度低。透明漆之稀释剂则称为辛那 (Thinner) ,由
稀释对象不同,所用配方各有不同。下表为其一例:
?
表16 辛那之不同配方
配 方
化学成分
A
%
B
%
C
%
乙酸乙酯
20
15

乙酸丁酯
5
10
35
乙酸戊酯
4


丁醇
5
5
15


30

甲苯
65
25
50
二甲苯

15

其它
1


?
(5)第五类危险物品:
此类之危险物品属于可燃物,且含氧物质,所以易起自燃。燃烧时燃烧速度快。又大
部分为有机硝化物,易受加热冲击、摩擦或与其它药品之接触而着火。依本身之结构
可认为可燃物与氧供应源之共存状态,因此只要有火源可能会着火。在长期间的储存
由氧化作用起热分解,倘有热之蓄积则会自然发火。在管理上应注意温度、湿度、通
风、冲击、摩擦及火源问题。此类危险物品在燃烧时有类似爆炸之燃烧而灭火不易。
因燃烧速度快,窒息方式之灭火不适合,可用大量水冷却为宜。
(A)硝酸酯类:指硝酸与醇作用后脱水所得之酯而言。
a.硝化棉Nitrocellulose [C6H7O2(ONO2)2]
理化性质:纤维素与硫酸-硝酸混合物作用而得,依含有氮量而分为强硝化棉(12.76
%以上) 及弱硝化棉(10.18~12.76%) 将弱硝化棉溶于乙酸及醇之混合物
者称为硝化棉胶。
危险性:干燥状态之硝化棉对冲击、摩擦极为敏感,点火时易起爆炸。制造过程时
水洗不完全而有少量酸存在时在贮存中酸成为分解之促进剂,由氧化热之
蓄积可能会自燃。
储存、使用上之注意:有水分时较稳定,故可用醇或水以稍为湿润状储存,储存中
需注意避免冲击、摩擦、火源及分解状态,灭火时可用大量
水。
用途:强硝化棉为火药原料,弱硝化棉大量使用为新透明漆及赛璐珞之原料。
b.硝酸乙酯Ethylnitrate,C2H5ONO2
理化性质:有香味之无色液体,sp.gr. 1.11,b.p. 88℃,引火点10℃,蒸气密度3.14
,不溶于水,可溶于醇。
危险性:引火点低,易燃,危险性大。
贮存、使用上之注意:参照第四类危险物之第一石油类。
用途:溶剂。
(B)赛璐珞Celluloid
理化性质:弱硝化棉与含樟脑之醇溶液混合成为胶状,经去醇加压成形而得具有柔
软性之物,sp.gr. 1.4,加热至60~95℃时呈软化状,易加工。不溶于水
可溶于乙酸戊酯、乙酸丁酯。发火点约180℃。
危险性:类似硝化棉,易着火,燃烧速度快,所以不易灭火。赛璐珞在湿度高、温
度高之环境下易起自燃。
储存、使用上之注意:避免火气.储存在通风良好之冷处,定期检查是否有分解异
臭、漏泄等现象,灭火时可用大量水。
用途:胶卷、玩具、装饰品。
(C)硝基化合物
a.苦味酸(亦称三硝基酚,Trinitrophenol) picric acid,C6H2(NO2)3OH
理化性质:黄色结晶,sp.gr. 1.8,m.p. 122.5℃,发火温度约300℃,殆不溶于冷水
中易溶于乙醚、醚、苯等。
危险性:与醇混合者受冲击、摩擦时起激烈爆炸。单独时对冲击、摩擦稳定,点火
时只能起燃,但其金属盐则非常危险。
储存、使用上之注意:避免火气,干燥状态者危险性高。灭火与赛璐珞同。
用途:炸药、染料之原料。
b.三硝基甲苯 TNT Trotyl,C6H2(NO2)3CH3
理化性质:淡黄褐色结晶,sp.gr. 1.66,m.p. 81℃,不溶于水,可溶于热酒精。由
日光颜色变为褐色。发火点约300℃。
危险性:由冲击、重打而起爆,爆炸力大,易着火。
储存、使用上之注意:避免冲击、振动、火气之接触。
用途:炸药。
(6)第六类危险物品
此系危险物品为强酸或强氧化剂,能助燃,通常与水接触时发热,但本身不属于可燃
性。与有机物混合时起氧化作用,有时能发火并产生有毒气体。因属于强酸所以能腐
蚀皮肤。储存时应注意容器之破损,或漏泄问题。
(A)发烟硝酸NHO3
理化性质:无色透明或淡黄色液体放出红褐色烟,有特异臭。sp.gr.1.49以上,m.p.
-50℃,b.p. 86℃。属于强氧化剂。有吸湿性,对皮肤有腐蚀性。
危险性:加入可燃物时易反应而有时起燃。易与多数药品反应而起分解。如水时起发
热,与金属接触时产生对人体有害之氮化合物。
储存、使用上之注意:避免与可燃物及能促进分解物质之接触。尤需远离碳化钙、金
属粉、有机物质。并勿直射日光及热源。与硫化氢接触时会爆
炸。
用途:一般化学工业用,硝化物制造用。
(B)发烟硫酸H2SO4
理化性质:无色黏稠性液体(高浓度发烟硫酸系个体),sp.gr.1.82以上(SO3 73.51%以上
,H2SO4 90.05%以上),Be 65%以上。有高度腐蚀性,对多数金属作用,
加水时起激烈之发热反应。高浓度时有强氧化性,能使有机物碳化。
危险性:本身属于可燃性,但高浓度与可燃性物接触时有时能起燃。与多数金属接触
时产生氢气,能破坏皮肤而呈烫伤状。
储存、使用上之注意:避免与有机物及可燃物之接触,需远离硝酸盐、碳化物、金属
粉。稀释时需将水在搅拌下缓慢加入硫酸而勿将水加入于硫酸
中,否则起急激之发热反应。
用途:一般工业用,合成化学用。
(C)氯磺酸SO2Cl2
理化性质:无色或褐色黏稠性液体,sp.gr. 1.75,b.p.约150℃,在大气中发烟,与水
起急烈反应而产生盐酸及硫酸,有强氧化性。
危险性:加水时起激烈反应而发热,有时能使可燃物起燃。
储存、使用上之注意:参照浓硫酸。
用途:磺酸化合物之制造,氧化剂。
(D)无水硫酸SO3
理化性质:有α(SO3)及β(S2O6)二种形态,α形为无色针状结晶,sp.gr.1.92,m.p.
16.8℃,b.p. 44.6℃。β形者无色石棉状结晶,sp.gr. 1.97,在50℃时起升
华。α形之化学性强,逐渐变为β形,加热时易起分解产生氧加水时成为
硫酸。
危险性:参照发烟硫酸。
用途:工业化学。
(E)无水铬酸CrO3
理化性质:暗红色针状结晶,sp.gr. 2.70,m.p. 196℃,能溶于水,乙醚等。加热至
250℃以上时起分解而放出氧。
危险性:由热分解产生之氧能助燃。与醇、苯、纸张接触时有可能起燃,能腐蚀皮肤
,加水时变为强酸。
储存、使用上之注意:避免加热并勿与可燃物、醇、苯等接触。
用途:氧化剂、陶磁釉、镀金、皮革、电池工业用。
课件28张PPT。 课题1:燃烧和灭火 教学目的要求1、认识燃烧的条件和灭火的原理。
2、了解易燃物和易爆物的安全知识。
3、通过活动与探究,学习对获得的事实进行
分析得出结论的科学方法。中国人今天征服太空燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应,叫做燃烧。1.有发热发光现象的一定是燃烧( )
2.燃烧时一定有发热发光的现象( )
3.燃烧时一定有火焰( )
4.燃烧的产物只有一种( )[判断正误]错错错对一、燃烧的条件活动与探究一:P124活动与探究二:P1244、两种物质、一个温度。(划书P125)P124讨论:1、说明燃烧需要使可燃物达到着火点;2、说明燃烧需要可燃物与氧气接触;3、再次说明燃烧需要可燃物与氧气接触;
(三个条件缺一不可)使物质开始燃烧所需的最低温度叫做着火点,各物质的着火点是不同的。 着火点:燃烧需要三个条件;
1、可燃物
2、氧气(或空气)
3、达到燃烧所需的最低温度(着火点)思考:
在赤壁之战中,周瑜的军队点燃战船,
熊熊燃烧的战船借助东风直冲曹军的
木船。使曹军的木船燃起大火。根据
上图所示燃烧的条件填写:曹军的木
船是 ,木船燃烧的条件是
, 。 可燃物与氧气充分接触温度达到着火点思考:
1、石头为什么不能燃烧?
2、放在100℃的热水中的纸为什么不能燃烧?
3、放在课室的讲坛为什么不能燃烧?
4、南极考察,火柴丢失,冰天雪地怎样生火?
5、火把竖起不易燃烧,火把向下易燃烧。
为什么?ABC实验探究三:灭火的原理和方法演示[实验7-8]
问题1 请你根据实验填写下表
烛焰熄灭烛焰不灭烛焰熄灭氧气耗尽接触空气CO2可以灭火问题2:从燃烧的对比实验中得到的初步结论:燃烧的条件之一是可燃物要与氧气接触;
二氧化碳不支持燃烧。讨论P125页: (1)清除可燃物或使可燃物与
其它 物品隔离;
(2)隔绝空气或氧气
(3)使温度降到着火点以下。灭火的原理和方法思考:下列例子采用什么灭火方法
1、大兴安岭森林火灾,军人开辟防火隔离带。
2、炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭。
3、纸箱着火,可以用水扑灭。清除可燃物或使可燃物与其它 物品隔离;
隔绝空气或氧气
使温度降到着火点以下。
思考:
住房着火,是否要打开所有的门窗,
为什么?当火灾时常用湿手巾捂住
口鼻,作用是什么?不要,因为打开会使室内空气流通,
为燃烧提供更多的氧气,燃烧更旺,
火势更大。
作用是防止燃烧产生的烟尘被吸入
人体内。问题2 根据灭火的原理和上述
实验,利用浓盐酸和碳酸钠的
反应,设计一个简易的灭火器。 二、灭火的原理和方法三、易燃物和易爆物的安全知识 引起爆炸的原因:划书P128页 易燃易爆物:可燃性气体(氢气、天然气、煤气、
石油气等)
可燃性液体(油、酒精等)
可燃性固体(火药、鞭炮等)、粉尘(煤粉、面粉等)[实验7-10]
现象:
原因:面粉充满罐后,剧烈燃烧并发生爆炸。可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧就越剧烈。举例气球爆炸、高压锅爆炸、火药爆炸、轮胎爆炸举例[判断正误]
1、爆炸一定是化学变化 ( )
2、燃烧一定是化学变化 ( )错对课件9张PPT。6.1 燃烧与灭火
燃烧:可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、
发热的剧烈的氧化反应。 着火点:可燃物着火燃烧所需的最低温度。 一、燃烧的条件 1.可燃物要与氧气接触;
2.要使可燃物达到或超过燃烧所需的着火点 二、灭火与放火 1、灭火的两种原理:(1)将可燃物跟空气隔绝
(2)将可燃物的温度降低到着火
点以下或同时采取这两种方法问题:
1、当木柴着火时,为什么可以用水来扑灭火?
2、酒精灯的火焰为什么可以用灯帽盖灭?
2、灭火材料:
(1)水是最容易得到的灭火材料,能降低可燃
物的温度和隔绝空气。为了更有效的灭火,
人们还使用其他灭火材料。 (2)二氧化碳是一种灭火的好材料,它既不
能燃烧,也不能支持燃烧,而且密度比
空气大。不少灭火器中的灭火材料就用
二氧化碳
3、灭火器的反应原理: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑ 4、 常用的灭火器: ?????? 泡沫灭火器、干粉灭火器、液态二 氧化碳
及卤素灭火器(1211灭火器)
三、缓慢氧化
1、缓慢氧化:不像燃烧那样的剧烈发光、
发热的氧化反应。
物质的缓慢氧化也是放热反应 2、自燃:由缓慢氧化产生热量聚集而引起
的自发燃烧。
3、防止自燃的方法:可燃物不要堆放太多
太久,注意通风和翻动以降低温度。
四、燃料的合理燃烧
煤炭、汽油、煤油、柴油等燃料,如果燃
烧得不完全不仅造成燃料的浪费,还会产生大量
的煤烟、一氧化碳等有害物质,污染大气。在
燃烧时,如果通人过多的空气,虽然可以使燃
料充分燃烧,但是过多的空气会带走一部分热
量,使热量不能充分利用。
思考与讨论:
我国锅炉使用的燃料70%是煤,如何提
高煤的利用率是个重大课题。要使煤在锅炉
中完全燃烧,应该采取哪些合理的措施?
第七章 消防化学实验 ( I )
实验 1、还液时间 (Drainage time)之测定
目的:由还液时间之长短比较泡沫灭火剂品质之优劣。
器材:不同厂牌之泡沫灭火剂,1L烧杯,30×30cm定性滤纸,直径15cm玻璃漏斗,250c.c.量筒,天秤,可变速马达搅拌机。
方法:
(1)用天秤量一定比率之A,B化学泡沫剂,置于1L烧杯内。
(2)加200c.c.水,立刻用搅拌机在r.p.m.1000下搅拌至泡沫不再增加为止,(计泡沫量)。
(3)将全部泡沫及液体移至漏斗上之滤纸内。
(4)泡沫→液体由漏斗流出于量筒,由量筒上之刻度可知泡沫变为液体之量,俟前面10c.c.流完后开始记录每5分钟增加多少液体量(测量液量)。
(a)前面10c.c.左右之流出液误差大,不需记录。
(b)每5分钟记录一次至少5次以上。
(5)在方格纸上纵轴为溢出量,横轴为时间,表示时间与还液量之关系。
注:泡沫灭火效果试验尚有耐热性试验、抗消泡性试验、灭火所需最少量等项目。
?
问题:
1. 试论还液时间与灭火效果有何关系?
2. 泡沫大小,膜之厚度与还液时间有何关连?
?
实验2、不同碳数醇类对泡沫灭火剂之影响
目的:醇类有消泡效果,由本实验探讨各种醇类对泡沫之消泡影响。
器材:泡沫灭火剂,1L烧杯,50c.c.滴管,马达搅拌机,不同碳数醇类数种。
方法:
(1)秤量一定量之泡沫火剂(例:A 10g,B 5g,加水200c.c.,依厂牌稍异),每次比例需固定。
(2)以搅拌机搅拌至泡沫量不再增加时由滴管滴下试样醇,继续至烧杯内之泡沫消失为止,记录所消耗之醇量。
(3)改用其它不同醇依(2)之方法进行,并记录之。
(4)方格纸之纵轴为醇之消耗量,横轴为醇之碳数以表示互相之关系。
问题:
1. 由此实验对醇类之火灾有何提示?
2. 试述1~5碳各种醇之分子式,用途及危险性为何?
实验3、无机盐类对还液时间之影响
目的:探讨在实用之立场上何种无机盐类对泡沫灭火剂有延缓还液时间之功能。
器材:泡沫灭火剂,1L烧杯.马达搅拌机 20×20cm定性滤纸,直径15cm玻璃漏斗,Na、Mg、Fe、Al每一种氯化盐类。
方法:
(1)依常法配成一定量之泡沫火剂,加入相当于干量泡沫灭火剂0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%之上列一种盐类(每一次实验只加一种浓度)。
(2)在定速、定时下搅拌后测定还液时间,记录之(每一种盐类则有五种数字可记录)。
(3)以另一种盐类进行相同实验,在方格纸上可得四条Na、Mg、Fe、Al盐类之曲线。问题:
1. 何种盐类对延缓还液有效?
2. 何种盐类在灭火剂中高温下有无毒性?
?
?
实验4、化学泡沫灭火剂之试制
目的:最适NaHCO3及Al2(SO)3量之决定。
器材:NaHCO3,Al2(SO4)3,500c.c.烧杯,马达搅拌机,天秤,量筒。
方法:
(1)取20%之NaHCO3溶液100c.c.于烧杯内。
(2)加5c.c.浓度20%之Al2(SO4)3溶液在定速下搅拌至不再有泡沫增加为止,记录所得泡沫量。
(3)依(2)之方法依次加10c.c.、20c.c.、40c.c.及100c.c.之Al2(SO4)3溶液共得五次结果。
(4)据(3)之结果采取最适当之Al2(SO4)3量,以NaHCO3溶液以(1)~(3)之方法证明所得实验结果是否正确(以图解方式表示之)
问题:
1. Al2(SO4)3量与泡沫大小有无关系?
2. Al盐及碳酸盐在高温下之灭火效果为何?
实验5、有毒气体之定性分析
A(黄磷之定性分析)Scherer Method
目的:火场中之有毒气体及未知物之定性分析。
器材:有划沟橡皮塞之125~250c.c.三角烧瓶,醋酸铅试纸,硝酸银试纸,黄磷,酒石酸。试药:
a:AgNO3 1.8g加水溶解,稀释至100ml。
b:CH3COOPb 9.5g加水溶解.稀释至100ml。
步骤:
(1)将滤纸浸入a液,取出保持湿润状态。
(2)将滤纸浸入b液(用新滤纸片),取出保持湿润状态。
(3)取0.lg以下之黄磷置于装有20c.c.水之三角烧瓶内。
(4)以划沟橡皮塞在对角位置夹上各一张上列两种试纸,另一手加1g酒石酸于三角瓶内,立刻盖夹有试纸之橡皮塞。
(5)在水浴上加温40~50℃,记录滤纸有何反应。
(6)以纯水及亚硫酸钠为对照试验。
注:4P+6H2O→3H3PO2+PH3
H3PO2+2H2O+4AgNO3→3HNO3+H3PO4+4Ag
PH3+3AgNO3→3HNO3+PAg3
问题:
1. 倘有H2S,HCHO,HCOOH等存在时试纸有何反应?
2. 黄磷在何种条件下会自燃? 如何储存?
3. 有何用途?
4. 火场之气体如何采样以便应用此法定性?
※固体及气体为极毒之物,实验中特别注意!
实验6、有毒气体之定性分析
B(氰化物之定性分析)Schonbein-Pagenstecher Method
目的:火场中之有毒气体及未知物之定性分析。
器材:实验5所用橡皮塞及三角烧瓶,愈疮木脂,酒精,硫酸铜,滤纸片,氰化物。
试药:
a:10%愈疮木脂-酒精溶液。
b:2% CuSO4水溶液。
步骤:
(1)将滤纸片浸入愈疮木脂(Guaiac resin)溶液内,取出风干。
(2)以喷雾器均匀喷2% CuSO4溶液于(1)之滤纸片,保持湿润状态。
(3)取0.1g左右之试液置于装有20c.c.水之三角烧瓶内。
(4)加1g酒石酸于三角瓶上,立刻加盖夹有上列试纸之橡皮塞。
(5)在水浴上加温40~50℃,记录滤纸之反应。
(6)以BaSO4,NH4Cl为对照试验。
注:12HCN+9CuSO4+3H2O→9H2SO4+3Cu2(CN)2+3Cu(CN)2+O3
讨论:
1. 加酒石酸之理由为何?
2. NaCN,KCN等有何用途?
※氰化物都有剧毒,氰化氢亦然!
实验7、有毒溶剂之定性分析-不燃性溶剂-
(氯仿之定性分析)
目的:在火场中受加热时能挥发之蒸气中含有毒之蒸气,其种类之判断,以防中毒。
器材:18×l8cm试管若干支,加热用水浴

步骤:
(1)Schwarz reaction (Resorcin reaction)
1. 雷琐辛0.1g溶于2ml H2O。
2. 加10% NaOH soln数滴。
3. 加0.2~0.5c.c. CHCl3,加热(70~80℃)沸腾后记录颜色,再用水稀释时变何种颜色?
(2)Lustgarten reaction
1. 取α或β-Naphthol 0.03g溶于2ml KOH(1:2)
2. 加0.2~0.5c.c. CHCl3,加温至50℃时得何色?
3. 放置后颜色会变为何色?
4. 加lc.c.浓盐酸时,会产生何种现象?
(3)Hofmann reaction
1. 取0.5c.c. CHCl3加0.5c.c. CH3CH2OH
2. 加苯胺及1N KOH,各数滴时可得特异臭(C6H5NC)
CHCl3+C6H5NH2+3KOH→C6H5NC+3KCl+3H2O
注:1. Schwarz Reaction亦称为Resorcinol reaction
2. Lustgarten reaction亦称为 Naphthol reaction
3. Hofmann reaction亦称为Isonitril reaction
4. 以CCl4,CH2Cl2为对照试验。
讨论及心得:
1. 每一不同反应需记录每一段颜色的变化。
2. CHCl3有何用途? 来源为何?
3. 属何种毒? 物理恒数b.p.,sp. gr.多少 ?
实验8、黑色火药之成分分析
目的:爆炸、燃烧痕迹中是否含有NO2,NO3,硫黄,碳粒等物。
器材:甲醇,丙酮,吡啶,滤纸,三角烧瓶及下列试剂:
1. 二苯胺试剂
2. 百里酚试剂
3. 葛礼士试剂
4. 氢氧化钾-乙醇试剂
仪器:离子层析仪,红外线光谱仪
试药配制:
1. 二苯胺1g溶于100ml浓硫酸中。
2. 百里酚1g溶于100ml浓硫酸中。
3. 葛礼士试剂:
a. 1g对氨基苯磺酸溶于100ml 30%醋酸中。
b. 1g联苯胺溶于230ml热水,冷却后取上澄清液,加110ml冰醋酸。
步骤:取证物1~2g(爆炸现场所采证物)置于125c.c.三角烧瓶中,如20c.c.甲醇振摇2~3分钟,以滤纸过滤,取滤液于呈色板凹处(2~3滴即可),加上列试剂记录有何种颜色出现。另取NaNO3、NaNO2、NaClO3、NH4NO3液当作比对试验。
问题:依实验结果讨论证物中含有何种官能基时对何种试剂有呈色反应。
实验9、薄层层析分析法 (Thin Layer Chromatography,TLC)
目的:起燃物或未知物之初步检验(能溶于溶剂之物)
器材:展开槽(内径6cm×宽22cm)
溶剂:依分析对象所用溶剂配方不同
薄片:Silica gel F254或Polyamide Plate
毛细管
呈色剂:依分析对象有多种选择
紫外线灯
方法:
(1)取证物若干溶于适当溶剂中,配成0.5~1.0%溶液,滤去不溶物,取毛细管(或用针筒syringe)取10ul左右之溶液点在薄片上。
(2)展开槽中倒约0.5cm高之展开溶剂,加盖后使蒸气饱和。
(3)将薄片竖立于展开槽中,待溶剂上升至薄片之约90%高时取出,溶剂未干前在最前端作记号。
(4)有颜色之斑点直接计算Rf,无色者先照紫外光后再用呈色剂显色。
(5)所得证物之Rf,斑点颜色,对紫外线之反应等结果与在同一片上展开之标准物比对
注:
1. 各分析物间隔需有1cm以上,每一分析物在基线上之斑点直径宜在0.3cm以下。
2. 基线自边缘应有1cm左右,且成为一直线始可。
3. 分析物斑点勿浸入展开溶剂中。
4. 展开溶剂之配方依分析对象而异,呈色剂亦同,经过实验可自定。
5. 下列各图可供参考

实验 10、斑点分析 (Spot Test)之应用
(初步定性分析 )
目的:未知阳离子之定性分析。
器材:滤纸、毛细管、呈色剂、无机盐类、紫外线灯。
方法:
(1)取证物溶液约0.02~1.0ml(固体时先溶于溶剂中)点在同一张滤纸上(如下图)
(2)周围则为不同标准物。
(3)喷上呈色剂(多点几张),相同分析对象时可用多种不同呈色剂颜色。
注:
1. 此方法对适合于微量证物且不含杂质之初步定性,尤其无IC或ICP仪器时相当有效。
2. 呈色剂中较有选择性者有Alizarin-S,8-Hydroxyquinoline等。使用多种呈色剂比对斑点之颜色表示可提高其可信度。
3. 每一斑点在呈色之前后可用紫外线灯254nm或365nm波长照射有无萤光反应。
实验 11、折射率之测定
目的:利用标准物之折射率与证物之折射率相比对。
注:a. 同一种物质在相同浓度下,折射率是一样的。
b. 固体时先溶于溶剂,使成为相同浓度后始可比对(相同溶剂)。
c. 能定性亦能定量。
操作步骤:
1. 先放置液体(包括待测物(标准物)及证物)在方块上(1~2滴)。
2. 开关ON,光源1及2亮。
3. 由接目镜观察时可发现视野中有两个椭圆圈出现,此时上面圆圈的颜色不成为上下明暗度不清楚时,用左侧调色钮使成为上下明暗清楚之界限。
4. 用右侧刻度钮将界限调至打×中心点即可。(此时之刻度则为该物质之折射率)
●已知与未知物用折射率比对。
●应用在定量分析。
试药:硝酸钠:NaNO3/H2O→已知浓度
or硝酸钾:KNO3/H2O→已知浓度
结果:
1. 求出老师配制之浓度为若干?
2. 做出标准曲线图(五点以上)(折射率对浓度作图)。
实验12、旋光度之测定
目的:由旋旋光性判断未知物之种类。
原理:
旋光计之图解表示。
实线:旋转前。虚线:旋转后。α是旋转之角度。
偏光:右旋(Dextro-rotatory):[a]20D:+
左旋(Levo-rotatory):[a]20D:-
O不对称碳之化合物才有旋旋光性。
[a]t D=(α×100)×(l×C)
α:实测旋光度
l:length→l0cm=1
C:每100ml所含solute之克数
[α]:比旋光度
操作步骤:
1. 取固体溶成一定量。例:葡萄糖5%、10%、15%。
2. 装入观测管中
3. 由接目镜中可看到一个圆圈,但左右亮度不同。
4. 用刻度板将两逆亮度调成明亮相同之处即可。(此时可记录刻度板上之旋光度)
5. 可先测蒸馏水当作零点。(依个人差零点有所不同,可增减)
实验 13、化学结构与燃烧现象
实验药品:CH3OH
C4H9OH
C6H6(室外)
操作步骤:
1. 量20ml之三种溶剂各别置于蒸发皿内。
2. 以明火点火。
3. 记录:
a. 维持燃烧时间
b. 烟之颜色
c. 火焰之颜色
4. 自化学、物理之特性对上列三种溶剂在燃烧过程之异同加以观察。
讨论:以物理及化学性之立场试论下列问题:
1. 为何火焰颜色之浓淡不同?
2. 为何产生之烟量不同?烟之颜色亦不同?
3. 维持燃烧之时间不同其理由为何?
4. 何者有毒或无毒,何种毒?
实验14、乙醇之定性
目的:挥发性溶剂之分析例
器材:Lieben Berthelot及Vitali之试剂
液态证物之定性:
a. Lieben's iodoform反应
酒精在水蒸气蒸馏时,易出现在前馏液中,取蒸馏液数ml加KOH溶液为碱性,加入碘-碘化钾溶液至呈现黄褐色,加温至40~50℃时出现黄色碘仿之沉淀,并有碘仿之臭味(甲醇无此现象),此法之灵敏度可达1:1000
I2+2KOH→KI+KIO+H2O
CH3CH2OH+KIO→CH3CHO+KI+H2O
CH3CHO+3KIO→I3CCHO+3KOH
I3CCHO+KOH→CHI3+HCOOK
b.Berthelot反应
取蒸馏液数ml加数滴氯化苯甲醯,再加10%之NaOH溶液呈臭气为止,振摇时倘有酒精之存在,则有安息香酸乙酸乙酯之香味(能与丙酮区别)。
C6H5COCl+C2H5OH+NaOH→C6H4COOC2H5+NaCl+H2O
c. Vitali反应
取蒸馏液2~3ml于小培养皿上加少量固体KOH及CS2 3滴,蒸发去除CS2加一滴锰酸胺以稀硫酸调为酸性,酒精存在时呈现红色,此反应为先生成SC(OC2H5)SK,在酸性下与锰酸胺反应而产生Mn3[SC(SH)(OC2H5)]2(注:丙酮及乙醛有类似反应)。
讨论:
1. 以甲醇为对照试验时有何结果?
2. 叙述对人体之影响为何?
3. 叙述可燃性及灭火时有何注意事项?
?
第二章 火灾时之烟与毒气
第一节 烟之理化性质
一、烟粒子之形态
所谓烟者指可燃物在燃烧时含有瓦斯之液体微粒子及固体之煤烟等物悬浮扩散在空气中之物。烟粒子在表面及内部吸附多种有毒气体及易反应之热分解生成物。所以吸入大量烟粒子时会中毒甚至致命。火灾时依可燃物之种类,燃烧时之温度,氧气量等因素直接影响烟毒性之高低。烟之液状粒子由表面张力之关系形成略呈球状之液状物,此时主成分为水或由油类为主成分之粒子所构成。因属于液态之故能溶在内部及附在表面之毒气量有限。固体粒子之形状不一,由燃烧物之材质,生成时之条件产生之固体粒子有时为多孔质状,此时比实心 粒子能吸附较多各种气体。
木材在燃烧时可得接近白色烟,粒子之直径约在0.5~1.0μm,形状略呈球状而附着约50%挥发性物。一般塑料材料在燃烧时产生之烟能吸附约有20%挥发性物,当有火焰而氧气不足时黑烟则多,此种粒子与白烟之形状,大小有显著不同,其直径通常在0.1至数拾μm之间,不定形粒子中常有多数球形粒子凝集成为一团,白烟粒子只需两个以上之粒子碰撞时易成为一个粒子而迅速沉降。木材及塑料烟均为不定形。由热分解及燃烧产生之烟依可燃物之材质、量、燃烧温度、氧气浓度等条件所产生之烟成分各异。
二、烟浓度之测定
为了解烟之理化性需研究烟粒子之大小及分布状态。但以实务之立场对烟浓度之了解比研究分布状态较为实用。虽然国外有众多在集烟箱内进行烟浓度之研究但火灾时所受因素繁多,且燃烧条件不易控制,所以在集烟箱中所得结果难以适用在火场。
通常烟浓度以单位容积之重量或可用粒子数目表示:设粒径0.14μm,比重1.3时减光系数1m-1下重量浓度为0.1~0.6×10-3mg/cm3,个数浓度为0.7~3×108/cm3,火灾时烟粒子之分布受气流之局部加热、乱流扩散、凝集、沉降等影响时常改变浓度,同时随着烟之移动遭遇之障碍物等影响现场之烟测定不易进行。仅以层状在走廊、楼梯、避难路线流动时无法掌握建筑物内部之烟分布状态,因此烟中之避难行动容易受阻。火灾时需考虑烟浓度之问题尚需注意烟中之毒气,热分解生成物,氧气浓度,周围温度,气流等因素。避难时能见度由烟浓度所支配而能见度则由视觉所判断.火灾研究工作者通常采用光学测定法。烟浓度之测定原则上仍沿用Lambert-Beer法则建立下列公式:
I=loe-CsL................................................................(1)
Cs=
1
log e
Io

2.303
log 10
Io
...........(2)
L
I
L
I
Io=无烟时光之强度
I=有烟时光之强度
L=光源与受光部之距离(m)
由上列所定烟浓度与烟中之能见度之距离关系成立下式:
Cs ×V=Const………………………………………(3)
V=烟中能见度之距离(m)
减光系数Cs与烟粒子之半径,单位体积中烟粒子数目间似可成立下式:
Cs=απr3N…………………….................................(4)
α=烟粒子之光吸收性
r=烟粒子之半径
N=单位体积中烟粒子之数目
各种材料在燃烧时产生之烟浓度测定例可参考日本东京消防厅之资料。
三、烟之老化现象
烟粒子之密度比空气大,在空气中由大粒子至小粒子依次沉降,粒子半径在1μm以下者较能长久悬浮在空气中。烟粒子有布朗运动之关系,烟粒子时常互相碰撞并凝集成为1μm以上之粒子而开始下沉。粒径0.01μm以下者,因扩散快当遭遇障碍物时易附着于表面不定形且多孔质之物体上。由此可见,烟之浓度常在变化之中。
有关木材煤烟之凝缩对烟浓度之减衰依文献(12)以下式表示:
1

1

β.t
……………………..........(5)
Cs(t)
Cso
Cso=凝缩前(时间 t=0)时之烟浓度
Cs(t)=时间t之烟浓度
β=表面上之凝缩系数
四、烟之流动性
烟之比重与空气接近。但火灾时含烟之空气受热关系成为热气流带烟移动,其移动速度及方向在建筑物内视建筑物结构而异。目前密封式高楼林立,设有中央空调之建筑物一但有火灾,而未断电时烟迅速自空调系统扩散至建筑物内。在实验室用下图压克力集烟箱观察烟之流动性时,可见由导烟管进入之烟直接上升接触到箱上方后向四周扩散,此后遭遇到四面压克力板所挡,而以类似对流方式往下沉。依烟流入量之增加烟层厚度逐渐增加至完全充满集烟箱后逸出。
图7 烟在集烟箱中之流动趋势
五、烟对避难人员之影响
火灾发生后周围弥漫大量烟对受困人员而言,视线受阻无法判断楼梯、标志、出入口、逃生方向而在心理上产生恐惧感。当呛到含有毒气体之烟,又有缺氧之环境下,受困时间延长,引起生理上之不适,以致昏倒。火灾案件通常在于心理上毫无准备之下发生,尤其进入不熟悉建筑物内遭遇火灾时易产生恐慌失措。
过去在国内发生过死伤较多案件中可发现避难人员在心理上似有共同点,则避难时对火焰及烟有恐惧感而一直想向明亮方向移动,并选择空间较大之场所避难,在常出入之建筑物内由本能选择常用之出入口逃生当发觉一时无法逃生时,试寻找狭小偏僻处藏匿,危急时或有出现跳楼之异常行动发生。
六、烟之化学性质
燃烧时烟之生成有两种径路,其一为热分解生成物在气相中未燃烧前被冷却,凝集而被排出。另一路径为热分解生成物在火焰中生成游离碳。属于前者之烟沸点高由分子量大之液体粒子所形成,后者以煤烟为主成分之固体微粒子。
烟之化学成分依燃烧物之材质、构成成分、化学结构、共存物之种类、燃烧物、氧气量而异。虽属单一材质,但燃烧温度之高低则产生不同产物,对生成物间之比例也有改变。煤烟之生成有乙炔学说较为可信,则燃烧时产生乙炔,此物经聚合,再脱氢,而成为煤烟。火焰中之碳粒常在火焰内被氧化而消失,但分解生成物中有过多之含碳物时部分未完全氧化而排出于火焰外成为煤烟。高分子之燃烧能生成液体系及固体系烟。液体系烟在无焰燃烧时,固体系烟则在有焰燃烧时发生。
木材在初燃时会产生热分解生成物,此等物则有木材烟之主成分。木材烟之化学成分由木材之种类而异,以松树木材为例其分解生成物中液体部分木焦油约有11~12%最多,其次为醋酸约有3.5%,1%以下者依次有甲醇、丙酮、酮类、固体部分碳约在37~38%,另有20多%水分及一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、木瓦斯等。上列各成分在火灾时形成所谓烟。在熏燃时木醋,木焦油及水之微粒子多所以呈淡色烟,在发焰燃烧时可燃物质之大部分系碳数较多之成分,此时倘遇缺氧时固体碳被游离出来,烟则呈为黑色。火灾时依熏燃状态或发焰状态烟之颜色则有不同。
塑料系在燃烧时依合成原料产生不同种类之毒气,其本身又属于高分子故黑烟多。塑料系在不同温度下亦产生不同种类及不同比例之热分解生成物。以酚树脂为例,一氧化碳在300℃时产生3.5%,在800℃时增至16.2%,1200℃时达到24.6%。乙炔、乙烯西等含量在湿度愈高下似有增加之趋势。依乙炔学说,此等物在高温下起聚合再脱氢形成未完全燃烧之方式排出于火焰外,成为黑色烟之主要来源。塑料系在燃烧时产生之烟含不同种类之毒气,如800℃时聚乙烯能释出一氧化碳、醛类;氯聚乙烯能释出一氧化碳、醛、氰化物、氨气等,压克力系则有氰化物、一氧化碳等。此等毒气在火灾时对人体构成威胁。因此火场之烟需要正确掌握流动方向、量、成分等之必要。
七、各种材料之发烟特性
火灾时产生何种烟则视使用在建筑物中所用建材之种类而定。其发烟特性可用单位重量之发烟量及对单位时间之发烟量表示。至于发烟量则受材质之化学组成、形状、燃烧温度、氧气浓度而异。在一定条件下之发烟量可自烟扩散容积及当时之烟浓度(减光系数)依下式计算。
C=Cs.V............(1) C:发烟量;Cs:烟浓度;V:烟扩散之容积
材料之燃烧重量为W时有下式关系
C=Cs.V=K.W............(2)
发烟量之时间变化为
dc

K.
dw
..........…(3)
dt
dt
dw/dt:燃烧速度,dc/dt:发烟速度,K:发烟系数
发烟系数可分为对燃烧单位重量之发烟量(重量发烟系数K)及燃烧单位面积发烟量之面积。
发烟系数(CA):
以材料之燃烧重量为W,材料之燃烧面积为A时
CA=C/A=CS.V/A………(4)
K=C/W=CS.V/W……….(5)
发烟速度
一定量材料在燃烧时产生之发烟量为发烟系数,实际上火灾时无一定速度之燃烧可言,所以发烟系数与发烟速度相同成为重要因素。发烟速度可自热分解速度与发烟系数之乘积而得。虽然同一材质但发烟速度在不同温度下所受影响甚大,尤其木材系与塑料系有明显差别。通常木质材料之发烟速度在低温时与温度之上升成比例,但加热温度升高时与低温时相反发烟速度变低,其理由为在450~500℃附近有相当于堵焰燃烧与熏燃烧之界限存在,而因两者之间烟粒子之产生机构不同所致。
另一面塑料材料比木质材料之发烟速度大,着焰燃烧时与木质材料相反发烟速度急速增加。通常塑料材料在燃烧时分解比木质材料快速,虽有着焰燃烧之现象,但可认为发烟速度之增加归纳为氧化反应不完全为主要原因。
第二节 高分子材料之燃烧与毒气
一、木材
建筑材料,装璜、家具、日常用品等由高分子化合物所占比例相当多,目前塑料系材料之使用极为普遍,火灾时不但释出大量浓烟,同时在热分解产物中含有多种有毒化合物,对避难人员及消防人员构成极大威胁。高分子材料可分为天然及合成两大类。天然高分子材料中与火灾有密切关系者以木材及木棉、羊毛及蚕丝为主。其中木材由50%纤维素及各25%半纤维素及木质素所构成。木材加热至260℃左右则有旺盛之热分解,此时有小火焰则能引火,在防火工学上260℃称为木材之发火危险温度。当继续加热时不需火焰而直接发火。依木材种类之不同发火温度稍异,大体上在于400~450℃惟值得注意者长时间在100~200℃加热时温度虽比上列数字低,但仍有起燃之案例。木材之发火过程可分为三阶段:
(1)长时间不断被加热时在较低温下开始有缓慢之热分解,内部结构转变为多孔质结构。
(2)形成多孔质后促进木材内部之氧化作用,同时热传导降低。
(3)最后木材内部之蓄热导致分解加速,温度上升而发火。
表8及表9为主要木材之引火温度,自下表可获知木材与其它高分子化合物相同,加热温度不同时产生热分解物之量则有不同(12)。

?
表8 木材在不同温度下之热分解产物及量(12)
组成
阔叶树
针叶树
?
300℃
400℃
500℃
300℃
400℃
500℃



(Wt%)
木炭
45.9
33.6
29.8
49.2
35.4
31.5
木醋
24.7
28.8
30.2
24.0
26.7
27.7
木焦油
16.8
21.1
21.3
14.4
21.4
22.8
木瓦斯
12.1
16.0
18.5
12.1
15.3
18.0
其它
0.5
0.5
0.2
0.3
1.2
0
木碳
(Wt%)
C
73.5
73.4
90.5
74.3
84.2
90.4
H2
5.1
3.9
3.2
5.3
4.3
3.4


(Vol%)
CO2
65.4
57.1
50.7
64.3
57.9
49.3
CO
30.4
30.2
29.9
29.1
29.2
29.7
CH4
1.6
8.4
14.6
3.6
9.3
15.7
CmHn
1.5
2.5
2.2
1.0
1.9
2.1
H2
1.1
1.8
2.6
2.0
1.7
3.2
?
表9 木材之引火温度及发火温度(12)
种类
密度(g/cm3)
引火温度(℃)
发火温度(℃)

0.23
269
435

0.32
240
435

0.35
253
446

0.36
257
442

0.42
262
437

0.46
253
445

0.50
270
455

0.76
264
426
二、天然纤维
天然纤维可分为植物纤维与动物纤维,植物纤维再细分为棉、麻、竹、草等,动物纤维以羊毛、蚕丝为主。此等纤维在燃烧时产生之瓦斯各有不同。木棉、麻等纤维由纤维素所构成。如图8所示纤维素系葡萄糖以β-1,4结合而成之高分子,其聚合度有2000以上,所含元素有碳,氢及氧等元素。纯纤维素在燃烧时产生之瓦斯以二氧化碳及一氧化碳为主,其它有痕迹之酸。动物纤维以羊毛及蚕丝为代表。羊毛之主成分为角蛋白质(Keratin),所含元素有碳,氢、氧、氮及硫等五种。蚕丝则由丝蛋白(Fibroin)所构成,比羊毛少一种硫元素。羊毛及蚕丝之化学构造比纤维素复杂(图9、10),燃烧时产生CO及CO2外尚有HCN,羊毛在燃烧时化学构造中含有硫之故易分析出H2S,SO2等气体。(表10)
图8 纤维素之化学构造β-1,4结合
图9 羊毛之化学构造
图10 蚕丝之化学构造
?
表10 羊毛、蚕丝之燃烧生成瓦斯及热分解瓦斯(12)
燃烧条件
生成瓦斯
羊 毛
蚕 丝
空气气流中
N2中之热分解
空气气流中
N2中之热分解
二氧化碳
7.30
14.23
11.10
3.00
一氧化碳
3.10
5.40
3.67
4.30

9.70
2.48
5.73
3.15
不饱和碳氢化合物
0.35
1.48
0.30
1.00
饱和碳氢化合物
0.95
2.10

1.85
硫化氢
0.25
7.63


二氧化硫
0.10



甲烷
0.30
2.85
1.17
0.65

2.31
52.80
3.29
57.30

0.35
1.33
1.27
1.90
氢化氰
1.98
4.80
4.45
10.70

73.32
4.88
69.03
10.10
三、合成高分子材料
合成高分子化合物来自于单体(monomer)为原料,经过聚合,缩合或附加反应而得之物、原料单体之主要来源为石油系,不同分馏区分中自C2可得乙烯,由C3可得丙烯,C4能制得丁二烯,C6~C9则有苯、甲苯及二甲苯等,此等物均属合成高分子化合物之基本原料。合成而得之日用品种类繁多不胜枚举,惟节录生活圈内常见之成品在热分解过程中产生之瓦斯种类及不同温度下产生之量供给消防工作者之参考。
(1)聚氯乙烯(PVC. Polyvinyl chloride)
氯乙烯(CH2=CHCl)聚合体,约含6%氯,所以燃烧不易,Cl愈多则有自熄之效果。添加之制剂愈多,则变成为易燃。
?
表11 PVC在不同温度下之热分解生成瓦斯(12)
加热温度(℃)
350
600
600
850
850
试料重量(g)
0.5
0.25
0.5
0.25
0.5
加热条件
空气气流中(450ml/min)
生成物名称
注: 生成量:对试料之%
盐酸HCl
47.2
42.3
46.0
24.3
40.6
一氧化碳CO
1.0
43.0
35.6
18.5
16.6
二氧化碳CO2
1.7
65.7
40.8
99.7
54.8
氢气H2

0.11
0.16
0.37
0.50
甲烷CH4

1.7
1.7
2.4
3.4
乙烷C2H6

0.14
0.14
0.03
0.06
乙烯C2H4

0.38
0.63
0.41
1.3
苯C6H6
5.4
4.8
4.7
1.3
31
甲苯Ph-CH3

0.18
0.22
0.31
0.89
渣(Residue)
40.2
0.3
2.4


?
(2)聚氨基甲酸乙酯(Polyurethane) PUR
分子主链中有(-NHCOO-)结合之易燃性高分子,其它尚有醚结合,酯结合,尿素结合,接芳香族,脂肪族等基,因有多种分子结构所以应用范围甚广。据齐藤等(10)研究聚氨基甲酸乙酯在500℃,空气流量220 ml/min下热分解之生成瓦斯mg /g为CO2 88,CO 57,HCN<2,CH4 4.6,C2H6 1.3 C3H6 29,C4H8 0.38,CH3CHO 32,CH3COCH3 13。
(3)聚乙烯(Polyethylene) PE
乙烯(CH2=CH2)之聚合体,熔化时之粘度小,所以容易加工之热可塑性树脂,有良好之绝缘性,可防湿,耐低温,成品有柔软性等优点。据文献聚乙烯在500℃,空气量220 ml/min,试料100mg下其热分解生成瓦斯(mg/g)有CO2 120,CO 120,CH4 2.5,C2H4+C2H2 18,C2H6 1.6,C3H6 12,C3H8 2.5,CH3OH 6.2,CH3CHO 10,CH2CHCHO 8.4。
(4)聚丙烯(Polypropylene) PP
丙烯(CH3CHCH2)之聚合体,化学结构及物理性质与聚乙烯类似,机械强度佳,耐热,耐药,绝缘性质良好,因透明度高,蒸气,液体之透过性低所以常用于包装用。聚丙烯在500℃,空气流量220 ml/min下试料100mg时热分解生成瓦斯mg/g为CO2 21,CO 25,CH4 1.5,C2H4 2.1,C2H2 2.1,C2H6 27,C3H6 27,C4H8 4.8,CH3OH 5.6,CH3CHO 7.9,CH2CHCHO 3.9。
(5)聚苯乙烯(Polystyrene) PS
苯乙烯Ph-CH=CH2之聚合体,具有成形性及透明性属于热可塑性树脂。塑料系统中比较容易燃烧之一。合成橡皮SBR系苯乙烯与丁二烯乳化聚合之物。聚苯乙烯在700℃,空气供应量50 cc/hr下试料0.1g时燃烧生成瓦斯为CO2 290,CO 207,CH4 6.5,C2H2 6.4,mg/lg sample(3)。
(6)聚酯(Po1yester)
聚酯在分子中有酯结合(-CO-O-)之高分子化合物之总称,多价醇与多盐基酸之聚缩合体而主要产品有聚酯纤维,不饱和聚酯树脂。聚酯在500℃,空气流量200ml/min,试料100mg时热分解生成瓦斯(mg/g)为CO2 290,CO 85,CH4 1.7,C2H4 2.7,C2H6 0.14,C3H6 0.18,C6H6 2.7,CH3-Ph 0.23,CH3CHO 14。
(7)聚丙烯腈(Polyacrylonitril)
丙烯腈(CH2=CHCN)之聚合体,白色或淡黄色之不透明粉末,易受聚合之故常加入苯乙烯或丁烯共聚合当作成型用塑料,代表性之产品有AS树脂、ABS树脂及NBR橡皮等。聚丙烯腈在500℃,空气流量220ml/min,试料100mg下其热分解生成瓦斯(mg/lg sample)为CO2 73,CO 12,HCN 6.6,CH4 3.4,C2H2+C2H4 0.6,C2H6 0.79,C3H6 0.27,C3H8 1.4,CH3OH 2.0,NH3 2.6,CH2CHCHO 5.6(12)
如上所述在不同温度,不同氧气含量下自同一物质所生成之瓦斯量,种类则有不同,火灾时燃烧条件所受因素甚多无法指明生成瓦斯量及种类,但东京消防厅消防科学研究所将经闷烧时之氧气浓度设为11.7%,另以燃烧时之氧气浓度21%下进行多种高分子材料之热分解生成瓦斯试验其结果可当参考。
?
表12各种高分子材料之主要燃烧生成瓦斯(8,12,15)


材料种类
主要生成瓦斯
闷烧时(O2 11.7%)
燃烧时(O2 21%)
热硬化树脂
Phenol
CO2, CO, C6H6, HCHO
Ph-CH3
CO2,CO,HCHO
Urea
CO2, CO, HCN, HCHO
CO2, CO, HCN, HCHO
Melamine
CO2, CO, HCN, HCHO
CO2, CO, HCN, HCHO
Unsaturated Polyester
CO2, CO, HCOOH,
Ph-COOH
CO2, CO
Epoxy
CO2, CO, C6H6, HCHO
CO2, CO
热可塑性树脂
Polyethylene
CO2, CO
CO2, CO,-CHO
Polyvinyl chloride
CO2, CO, HCl
CO2, CO, HCl, COCl2
Polyvinyl acetate
CO2, CO,C6H6,Ph-CH3
CO2, CO
Polyvinyl alcohol
CO2, CO, -CHO
CO2, CO, -CHO
Polyvinyl butyral
CO2, CO, -CHO
CO2, CO, -CHO
Vinylidene chloride
CO2, CO, HCl
CO2, CO, HCl
Polytetrafluoro ethylene
CO2, CO, F4Si
CO2, CO, F4Si
Polytrifluoro ethylene
CO2, CO, HF, HCl
CO2, CO, HF, HCl
Polymethylmeta
acrylate
CO2, CO
CO2, CO
Polyacrylonitrile
CO2, CO, NH3, HCN
CO2, CO, NH3, HCN
Polystyrene
CO2, CO, CH3, -CHO
CO2, CO,
ABS resin
CO2, CO, HCN
CO2, CO, HCN
Polypropylene
CO2, CO
CO2, CO, -CHO
Polyurethane
CO2, CO, HCN, -CHO, NO2
CO2, CO, HCN, -CHO, NO2
Polyamide
CO2, CO, NH3, HCN
CO2, CO, NH3, HCN
Polycarbonate
CO2, CO
CO2, CO
Saturated Polyester
CO2, CO
CO2, CO
?
第四章 灭火剂之理化性与灭火作用
第一节 不燃性气体
不燃性气体之灭火效果:只要能减少可燃物周围之氧气浓度则可达到灭火之目的。此形态之灭火通常称为由稀释效果之灭火。为此目的所用之气体灭火剂需具备稳定之理化性及不燃性始可。如使用N2,CO2,Ar等不活性气体时周围之氧气浓度逐渐被稀释,所以需注意勿使周围之生物窒息。
一、氮气(N2)
以不燃性气体稀释空气中之氧浓度时火焰依氧浓度之降低逐渐熄灭,以N2灭火为例氧浓度降至11~12%时燃烧则不再进行。氮与氧化合时属于吸热反应,而通常之火焰温度及无催化剂存在时此反应无从产生。
二、氩(Ar)
此物不形成化合物,与氮相同以稀释方式使用时可当作灭火剂之用,但价格昂贵用途受限制。惟金属在极高之温度下燃烧时与CO2或N2易形成CO或NO等化合物,此时可用氩达到灭火之目的。因高温下不起反应之故,储存放射性同位素之场所应使用氩或氮气。
三、二氧化碳(CO2)
气体灭火剂中最常用者,7公斤之二氧化碳灭火器可灭8000cm2之汽油火灾。50公斤装者可灭40000cm2之汽油火灾。其特点为纯度高及在国内盛产大理石之条件下CO2之使用极为普遍。CO2被加压时易液化,故较氮气易储存且使用后无残留物,通常可用于可燃性液体火灾。对木材火灾虽可使用惟效果不大,金属火灾时因高温下金属能还原二氧化碳故不宜使用,但具有良好之绝缘性故适合电气火灾。二氧化碳在高压下易成为液化状态,钢瓶中之二氧化碳在贮存时应避免日光之直射及震动,并置于低温处为宜。
二氧化碳属于良好之灭火剂,因为不燃性其灭火作用来自于稀释作用,液化后之二氧化碳在蒸发时部分变为固体之干冰,升华时能吸收大量之热能,故尚有冷却作用。灭火时用量较氮气为少,对空气1约需0.4则可。在高温下与火焰中之碳起下列反应:
CO2+C→2(CO) -38.4 Kcal/mole
产生之一氧化碳之毒性为MAC 100,一般火灾常为不完全燃烧之故易产生数%之一氧化碳。
第二节 卤化碳氢化合物灭火剂
一、卤化碳氢化合物之灭火作用
碳氢化合物结构中之氢其一部分或全部以卤原子置换时可得易蒸发之蒸发性液体灭火剂,俗称海龙者原文为Halogenated Hydrocarbon(Halon系缩写)。主要灭火对象为可燃性液体火灾及电气火灾。此系灭火剂与二氧化碳相同,不导电且易蒸发,其灭火作用属于抑制,冷却及稀释作用。灭火时需将火焰完全抑制,以免再燃。金属火灾时卤化物易与金属反应,故不宜使用。有水分共存时对金属有腐蚀作用。此类灭火剂虽有多方面之优点,但使用中易产生卤素瓦斯及光气(COCl2,MAC 1ppm)等有毒气体,故应避免在狭小之室内使用,其比重较其它灭火剂为大,以储存体积而言较为经济。近来有鉴于此系化合物破坏臭氧层之情形严重,其使用及制造已受管制,以后会有代替品出现。
液体燃料其大部分为碳氢化合物或其衍生物,燃烧时碳氢化合物之碳与氢之结合被切断而与氧结合时放出能量,经数次之变化最后变成CO2及H2O,碳氢化合物在燃烧中倘加入卤化物时卤化物则自C-H结合夺去H而起下列反应:
Hα+Br→HBr+α
OH+HBr→H2O+Br
Hα:含氢之燃料 HBr:卤素酸
燃料之火焰中加入卤化物时起热分解而产生自由基(Free radical)及卤素原子。此原子在燃烧过程中自燃料之C-H结合夺去H或去除火焰中之OH,有此反应产生时正常燃烧受阻,并称为连锁中断作用或抑制作用。
以灭火为目的所加之卤化碳氢化合物中卤素以外之碳氢残基能以燃料之形态作用,所以其残基愈不易燃烧者灭火效果愈佳(例C-F结合)。又卤化物由碳氢化合物脱氢时之发热量愈小者,灭火效果则大(例:Br及I),H-x型卤化物与H之结合力过强时则不易与OH基反应而产生水及卤化物。
抢夺卤化物之强弱由抑制效果而言其顺序为:
I>Br>Cl>F
于灭火剂之立场论稳定性时其次序为:
F>Cl>Br>I
最理想之条件为于热分解时能放适当量之有效卤原子,同时需具有不燃性及稀释作用。F及Br之置换衍生物虽可符合上列条件但实际上价格亦成为重要之因素,故氯化物之效率虽低,惟价廉之故迄今仍被使用。卤化碳氢化合物之主要优点为灭火时之使用量比不燃性气体为少。
二、各种卤化碳氢化合物灭火剂之理化性
(1)溴甲烷、碘甲烷(Bromomethane,Iodomethane CH3Br,CH3I)CH3Br于第二次世界大战 时在英国普遍地被使用,系一种优秀之抑制剂。毒性(MAC 20ppm),CH3I效率较CH3Br高,但价贵,不合实用。
(2)溴氯甲烷(Chlorobromomethane CH2BrCl)
由德国所开发而开始使用,目前效力较CCl4高两倍,故使用量已在增加。1L CH2BrCl可灭4000cm2汽油火灾。
(3)氟氯甲烷(Chlorofluoromethane,Freon)
在市面上有下列产品:
Freon-12(CCl2F2),Freon-13(CClF3),Freon-13 B-1(CBrF3),Freon-114 B-2(BrF2C.CF2Br)以冷媒方式,应用于工业上,价廉、稳定性高,毒性较CCl4低(MAC l000ppm)灭火效果与CCl4相近,可当作引火性液体之引火点上升剂。
(4)溴氟甲烷(Bromofluoromethane)
Bromotrifluoromethane(CBrF3),Dibromodifluoromethane(CBr2F2),Bromochlorodifluoromethane(CBrClF2)等物系近来开发出来之灭火剂,效果良好但合成成本高。其中CBrF3在Halogenated H.C.中毒性最低且效果高。故适合装成于飞机上。常温时系气体,加压后装于纲瓶,故称为压缩气体灭火器。
(5)四氯化碳(Carbontetrachloride,CCl4)
通常装于玻璃瓶或灭火器中,蒸气系不燃性,惟毒性高(MAC l0ppm)近来已较少使用。
(6)乙烷(Ethane)等衍生物
卤化碳氢化合物中碳链愈长者,其灭火效果则愈低。最近发现者有1,2-Dibromotetrafluoroethane(CBrF2.CBrF2),此物之灭火效果,纯度及稳定性相当理想,0.5l装之灭火器可减4000cm2汽油火灾。
三、海龙系统灭火剂之代替品
常用海龙系灭火剂1301、1211、及2402均属于卤化碳氢化合物,在空气中扩散后破坏臭氧层而对生物造成伤害是为众知之事实,于1987年世界24个国家在蒙特娄签署保护同温臭氧层免遭卤化碳氢化合物之破坏,并自1987年7月开始管制生产与消费量。削减量以1986年产量为基准,1995年1月之产量为1986年之1/2以下,而2000年1月起全部停止使用。我国虽非蒙特娄议定书会员国,但配合国际惯例自1996年开始配合实施,包括1211、1301、2402等将逐渐消失。
代替品之开发:任何灭火剂必需考虑三种要素,则灭火效果,对人体之影响及环保问题。开发后之产品仍需经过各项性能试验及订定设计标准。目前有3M、Great Lakes、Du Pont、Kiddle-Graviner、Wormald、ICI、Safty-Hi-Tech、American Pacific等公司已有产品问世并在评估中。
(1)3M产品
PFC-410(C4F10)对臭氧破坏值为零(ODP=0),灭火浓度5.9% (v/v),常压下b.p为-20℃ ,稍为类似 1301。
PFC-614(C6F14),灭火浓度为4%(v/v),b.p为56℃,与1211之效能类似。
(2)Du Pont(杜邦)产品
Fe-13(HFC-23)以 往用于冷媒,不含Cl或Br,ODP=0,灭火浓度为14%(v/v),b.p为 46.5℃,其成分为CHF3。
Fe-25(CH3CHF2)灭火浓度为10%(v/v),b.p为-12.9℃,ODP=0,又称为海龙 25或 HFC-125。
(3)Great Lakes Co(大湖公司)产品
FM-100(CHF2Br)Firemaster 100,又称为海龙22-B1 (HBFC-22-B1),ODP=0.5,灭火浓度为 3.9%(v/v),b.p为-15.5℃,对人体之影响仍需评估。
FM-200(CF2CHFCF3),又称HFC-227a,ODP=0,灭火浓度为6%,b.p为-16.4C,对人体似无影响。似可代替1301。
(4)Kiddle-Graviner Co
Grav Ex系为含Cl之碳氢化合物,ODP=0,灭火浓度为5~6%(v/v)。
(5)Wormald Co产品
Inergen之成分含有N2 50%,Ar 40%及 CO2 10%。有良好之灭火效果,不构成环保问题,但含Ar之成本较贵,可取代1301。
※ODP=Ozone Deplete Potential
第三节 泡沫灭火剂
一、泡沫灭火剂之灭火原理及种类
泡沫中所含水分有冷却效果又覆盖于燃料表面之泡沫层能遮断可燃物与空气中之氧(即遮断效果),此种灭火剂对可燃性液体火灾最有效。
泡沫灭火剂由发泡机构可分为化学泡沫与空气泡沫(亦称为机械泡沫)。化学泡沫剂之开发较空气泡沫剂为早,其原理为NaHCO3与Al2(SO4)3.18H2O液混合后经化学反应产生含有CO2之泡沫,故称为化学泡(Chemical foam)。空气泡沫以蛋白质之水解液为主要成分,另加界面活性剂及防腐剂。发泡原理与化学泡不同,将高浓度发泡液(空气泡原液)稀释至一定浓度后只用机械方法与空气混合而产生泡沫。因此,泡沫内之气体系空气,此点与肥皂或合成洗剂之泡沫相同。故称为空气泡(Air foam)或机械泡(Mechanical foam)。空气泡沫剂依所产生泡沫之膨胀率分为低发泡型(膨胀率4~12倍)及高发泡型(膨胀率1000~2000倍)。目前对可燃性液体之火灾使用低发泡型为多。常用之浓度为3%及6%两种依储存地带之不同,再分为一般用及寒带用(-15℃或-30℃),高发泡者适用于矿山之坑道火灾,其目的系短时间内能注入多量泡沫以填满火灾周围之空间以窒息效果灭火。
(1)化学泡沫剂(化学泡,Chemical Foam)
由1925年起以手提灭火器方式开始使用,其内容物由产生二氧化碳用药剂(A~B)及泡沫 稳定剂(C)而成。
(A)剂 纯度98%以上之NaHCO3
(B)剂 JIS-K 1423一级Al2(SO4)3
(C)剂 胶等稳定剂
化学泡沫对油类火灾有效,但对具有消泡性之醇类、酮类等水溶性溶剂无效,故亟需开发抗醇类之化学泡沫剂。
化学泡沫通常应用于1.5×1.5m的以下之小规模油类火灾,大规模火灾仍以空气泡为主。其主要原因为经济因素外化学泡沫剂在混合时之操作不易。其流动性较空气泡为小,对大面积之火灾效果较差。但对固体表面之黏着力高,所以对固体可燃物之火灾效果则佳。
(2)空气泡沫剂(机械泡,Mechanical foam)
对石油火灾之灭火常用蛋白质水解液为主要成分之空气泡沫剂。
空气泡沫剂之制法:可供作水解用之蛋白质有动物血液、鱼粉、大豆等蛋白质。此等物加入NaOH或Ca(OH)2以适当之温度及时间分解,再以HCl或H2SO4中和后加入防腐剂。市贩者 加上氯化铁等安定剂,pH调节为6~7.5。其成分及黏度、比重等需符合3%或6%之标准。
原液与水之混合对3%空气泡原液则加97%水,标明6%者可加94%水则可。
二、泡沫性能之表示法
与泡沫之性能有关之因素虽多。但最重要者,则与发泡能力有关之膨胀率与泡沫之稳定性 (泡之寿命)有关之还液(Drainage)时间。此两者又与气泡直径之分布,泡膜性质及泡膜厚度有关。
设泡沫溶液之容积为V1,完全变为气泡后所得气泡容积为V2时可得下式:
E=
V2
V1
E:气泡数(Foam number)或称为膨胀率(Expansion ratio)
容积 Vd之泡沫返回原有之泡沫水溶液时则称为还液(Drainage)。
Vd体积:100×Va/V1=50(或25)所需之时间称为50%(或25%)还液时间。灭火用泡沫之50%还液时间相当长,故则定时常用25%(1/4时间)为多。
三、泡沫之理化性:
其重要之理化性有耐热性、流动性、耐液性及对可燃性气体之窒息性。
(1)空气泡之有效成份
与灭火性能关系最密切者为主成分之水解蛋白质。常用角质素(Keratin)分解水溶液以HCl将pH调节为2.8~3.0所得不澄性沉淀为(A),而称为初期蛋白胅(Primary proteose), 其次将上溶液用NaOH中和加8倍量MeOH时有白色沉淀(B),此物之主成分为二期蛋白胅(Secondaryproteose及蛋白练(Peptone),滤液经浓缩后可得较蛋白练分子更小之物(C),由此方法所得A、B、C中具有发泡力及耐热性者仅有(A)之部分,(B)有发泡力而无耐热性。(C)则无发泡性及耐热性。
(2)铁盐对耐热性之影响
铁盐对水解蛋白质之耐热性有极大的影响。如不加铁盐之原液所产生的泡沫当受辐射热时泡沫之体积继续减少。因在油类火灾泡沫受强烈的辐射热,此时泡沫剂有耐热性时其体积则较最初之体积为大,其最大增加率由原液中水解蛋白质浓度(3%或6%)及所加铁盐之种类(氯化铁或硫酸铁)及量而异,但过多之铁盐将减少耐热性及降低流动性,并能促进原液之老化。据实验结果,对耐热性最适当之膨胀率为4~8倍,此时构成气泡之直径愈小者,耐热性愈佳。
(3)高膨胀泡沫剂
适合于矿山坑道火灾用。发泡当初之膨胀率约有1000~1500倍,由泡沫之窒息效果而灭火。
(4)泡沫灭火剂在应用上之问题
性能之优劣可测定耐热性,流动性及耐液性等,但无法用数字直接表示其灭火性能,故需进行大规模之灭火试验。
据英美等国之实验当石油火灾时空气泡之用量界限为0.025Gal/min/f2,又界限供应量提高2~3倍时灭火所需之时间并无显著之改变。
石油火灾用空气泡原液以水解蛋白质为主要成分,6%者可贮存3~4年,3%者约有5~6年。长期之贮存原液将逐渐老化,其主要现象为胶絮状沉淀增多。故研究防止产生沉淀以提高灭火效率。新产品之开发,蛋白质水解法及稳定剂之改善当系刻不容缓之事。
第四节 干粉 (Dry chemicals)
此类灭火剂之优点为操作方便(粉末状)但粉末之故易吸湿而结块,当以输送气体在管中如流体之方式注入现场时流动性不易控制。
一、干粉灭火剂之效果
依火灾之种类需选择最适当之粉末灭火剂,其灭火效果以火焰之抑制作用为主。当粉末灭火剂能以适当之浓度分布于火焰中时火焰立即被抑制而熄灭。
气体在燃烧时一定有火焰,火焰为气体在高温下进行化学反应并在发光之状态。因此,火焰中将产生多种反应中间生成物,其中以H及OH为例:
某物质能使基(Radical)H或OH之作用变为作用缓慢之物质(M)时则成为下式:
M+OH→MOH
MOH+H→M+H2O
则OH或H随M之消耗而减少,因此燃烧状态由灭火剂之加入而中断以致熄灭。粉末灭火剂对金属化合物之灭火效果如下:
(Li 对卤化物而言:
(F 除化学成分之外粒度对灭火效果有极大影响。单位时间内(sec)能供应之灭火剂量(g)称为灭火剂之供应率,由实验可知不同化合物在相同粒子直径下受粒子之形状,磨擦力之大小, 比重等影响,在同一压力下其供应率各有不同。无论何种灭火剂需在充足之供应率下始能发挥灭火效果,其最低供应率依各种灭火剂之种类而异。对粒子直径而言直径小通常灭火效果较好。
但粒子过小时易被吹散,故不易达到远处。对防焰作用而言:木材系纤维素为主成分,当表面被氧化或被加热起热分解时所产生之可燃性气体变火焰而燃烧,此时倘能阻止热分解等于抑制继续产生可燃性气体而达到灭火之目的。
二、主要干粉灭火剂
(1)碳酸氢钠(NaHCO3 Sodium bicarbonate)
可用于油类火灾,但不适合木材火灾,其作用如下式:
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 -19.9Kcal/mole
由上式可获知其效果来自于吸热,水蒸气及二氧化碳之产生而发挥抑制作用。
通常NaHCO3需加入CaCO3或MgCO3等无机盐及金属肥皂以增加流动性。
例: NaHCO3 97%
Mg(C18H35O2)2 1.5
MgCO3 1.0
Ca3(PO4)2 0.5
(2)碳酸氢钾(KHCO3 Potassium bicarbonate)
以KHCO3为主成分者其灭火效果较NaHCO3佳,但易吸湿。据消防化学实验结果显示(28),使用于小规模火灾时其效果较NaHCO3高两倍。大规模之火灾时亦可得到约有1.5倍之灭火效果。碳酸盐价廉易入手,本身亦无毒性,故属于一种理想之灭火剂。对汽油火灾之灭火效果示于表14。
表14 钠盐与钾盐对汽油火灾之灭火效果
灭火剂种类
火灾面积(ft×ft)
灭火所需
平均重量(g)
单位面积供应率(g/sec.ft)
NaHCO3
7 × 7
8 × 8
2437
不熄灭
6.0
4.7
KHCO3
7 × 7
8 × 8
9 ×9
10 ×10
11 ×11
1915
2008
2105
2559
不熄灭
6.0
4.7
3.8
3.0
2.5
(3)磷酸一铵[(NH4)H2PO4 Ammonium Phosphate,Monobasic]
磷酸铵盐具有防焰作用,因价高,故加入硫酸氨或硝酸氨以粉末状使用。此类灭火剂均对木材及油类火灾有效,其4kg装之灭火器可灭20000cm2之汽油火灾。
表15 磷酸盐粉末灭火剂之成分
成分
含量
(NH4)H2PO4
(NH4)2SO4
BaSO4
Ca3(PO4)2+[(CH3)2SiO]n(l:l)
63%
22
13
2
三、其它盐类干粉灭火剂
盐类之中具有防焰及抑制火焰性能者颇多,但虽有灭火效果惟是否可以利用则需考虑本身之毒性,在高温下产生物质之毒性及与其它物质结合后所得物质对人畜之毒性而定。
TEC:由英国所开发之固体灭火剂,可黏在燃烧中之金属表面,实用于Mg,U等金属火灾,TEC之组成如下:
BaCl2 51% ;KCl 2% ;NaCl 20%; 另加约有2.5%之Mg(C18H35O2)2
图17手提灭火器构造及灭火剂之化学成分
课件17张PPT。灭火器的使用方法手提式泡沫灭火器手提式二氧化碳灭火器手提式干粉灭火器手提式“1211”灭火器小型家用灭火器退出泡沫灭火器适宜扑灭油类及一般物质的初起火灾。 使用时,用手握住灭火机的提环, 平稳、 快捷地提往火场, 不要横扛、 横拿。 灭火时, 一手握住提环, 另一手握住筒身的底边, 将灭火器颠倒过来, 喷嘴对准火 源,用力摇晃几下, 即可灭火。 注意:不要将灭火器的盖与底对着人体, 防止盖、底弹出伤人。 不要与水同时喷射在一起,以免影响灭火效果。 注意:注意:扑灭电器火灾时,尽量先切断电源,防止人员触电。 二氧化碳灭火器适宜扑灭精密仪器、电子设备以及600伏以下的电器初起火灾。 手提式二氧化碳灭火器有两种使用方式,即手轮式和鸭嘴式。 手轮式:一手握住喷筒把手,另一手撕掉铅封,将手轮按逆时针方向旋转,打开开关,二氧化碳气体即会喷出。鸭嘴式:一手握住喷筒把手,另一手拔去保险销,将扶把上的鸭嘴压下,即可灭火。 注意:灭火时,人员应站在上风处。 持喷筒的手应握在胶质喷管处,防止冻伤。 室内使用后,应加强通风。 干粉灭火器适宜扑灭油类、可燃气体、电器设备等初起火灾。 使用时,先打开保险销,一手握住喷管,对准火源,另一手拉动拉环,即可扑灭火源。 “1211” 灭火器适宜扑灭油类、仪器及文物档案等贵重物品的初起火灾。 使用时,先撕去铝封,拔去安全保险销,一手抱住灭火器底部,另一手握住压把开关,喷嘴对准火源喷射,松开压把,喷射即停止。 家用灭火器适宜扑灭厨房、客厅、居室内的初起小火,有喷射型及投掷型两种。 使用时:
喷射型——按下灭火器顶端弹簧按钮,将喷嘴对准着火处,喷射灭火。 投掷型——只需将其投掷于火中,容器破碎,干粉即泄出灭火。 中央电教馆资源中心制作 2004.6课件23张PPT。 燃烧、灭火与火灾自救http://www.yhkx.net/ http://www.hzxd.cn/火灾现场被解救的市民工作人员在维持现场秩序 一篇关于火的文章中有这样一段话:“火在宇宙中永存,没有人时就有火,人类在其生产和生活的实践中认识火,用火、驾驭火……从而创造了高度文明的社会,火是创造万物的上帝,也是毁灭它们的死神,人们可要小心用火呀!” 你认为火有哪些益处?又有哪些害处?say燃烧定义:
思考燃烧一定发光发热,发光发热一定是燃烧吗?可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。燃烧需要哪些条件?需要可燃物?需要助燃物(氧气)?要达到一定的温度?
……你的猜测是:探究实验
课  题:探究燃烧的条件
提出问题:燃烧需要哪些条件?
提出假设:可能需要可以燃烧的物质(可燃物)
可能需要助燃物(氧气)的参与
可能要达到一定的温度
……
实验验证:
如何利用所给器材进行对假设的检验?
          探究结论:
燃烧需要的条件1.可燃物2.助燃物(氧气)3.温度达到着火点缺一不可着火点:
可燃物燃烧所需的最低温度,不同物质的着火点不同。燃烧现象:
氧气浓度越大,燃烧越剧烈可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈可燃物不同,性质不同,燃烧现象不同课堂练习a.物质然绕应具备三个条件,香港教材中称之为“火三角”,请在三角形的三个定点的括号中分别填写三个燃烧的条件:think课堂练习b. 在赤壁之战中,周瑜的军队点燃战船,熊熊燃烧的战船借助东风直冲曹军的木船,使曹军的木船燃起大火。根据右图的“火三角”所示燃烧的条件填写:曹军的木船由于与___充分接触而燃烧,从图中可知,燃烧的条件有____________,在此所谓的“万事具备,只欠东风”的意思是___________________。think课堂练习c.煤是一种常用的燃料,家庭用煤经过了从“煤球“到”蜂窝煤“的变化,以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体,后来人们把煤粉加工成圆柱体,并在圆柱体内打上一些孔(如右图)。请你分析一下这种变化的优
点是:__________________________。think灭火的措施:1、撤离可燃物;2、降温法(温度降到着火点以下);3、隔绝空气法(使可燃物与氧气隔绝);讨论1.做菜时,油锅起火,该怎么办?2.你是如何熄灭酒精灯的?你是利用什么原理将酒精灯熄灭的?3.扑灭森林大火,有一种方法是设置隔离带,原理是什么?4.高压水枪是如何将火扑灭的?电器和油着火时,
可用水来灭火吗?5.你知道最常见的灭火设施吗?它主要产生什么物质来灭火?利用了它的哪些性质?讨论题用简易酸碱式灭火器灭火趣味实验结 论:
二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大,因此常用于灭火其他消防安全标志:谢谢指导!再见第一章 燃烧化学
第一节 燃烧现象
燃烧之简单定义为带有热与光之氧化反应,通常反应速度在高速进行时其反应热大且有发光现象时称为燃烧。氧化反应中虽然产生热,但无发光时区分为缓慢燃烧。在常态下能被氧化之物可成为可燃物,但需要活化能大,氧化热小之物因不易维持燃烧所以称为难燃物,不过难燃物在适当条件下如在高温或氧气中时燃烧变为快速,此种条件下难燃物变成易燃物,可见所谓易燃,可燃或难燃指常态下之条件而言。
燃烧常以瓦斯状进行,如液态之重油、固态之木材、煤炭等在燃烧之前需经过蒸发或受热分解产生可燃性多种瓦斯,与空气形成易燃性混合气,有火源时则起火燃烧。能使某物质起燃除了可燃物与氧气外尚需供应活化能始可。点火有多种方式,如加热、火焰、电气火花、磨擦热、反应热及压缩热等。起燃时因有活化能,可燃物之分子被活化后开始与氧气反应。值得注意者只用点火手续燃烧仍无法进行,因可燃物在局部被点燃时产生之燃烧热以热传导方式传热至周围之可燃物。受热之部分温度达到着火点时燃烧得以继续或燃烧扩大。但传热之热量被夺去或被冷却至原有热量以下时燃烧将会停止。
如前所述,某物质在空气中或氧气中受激烈之氧化反应产生热与光之现象称为燃烧。起燃时需有可燃物、充分之空气及起燃所需之热源。此等三要素则称为燃烧三角(Fire triangle)。起燃后有热之产生并进行可燃物之热分解(Pyrolysis),因能继续供应易燃性瓦斯。所以燃烧得以维持不断。维持燃烧尚需有自由基(Free radicals)之存在,而构成燃烧四面体(Fire tetrahedron)。可燃物中如火柴、火箭原料等本身含有氧来源之物在周围无空气之条件下仍可燃烧或爆炸。
?
图1 燃烧三角及燃烧四面体
一、燃烧反应
如前所述燃烧属于可燃性物质与氧化合之氧化反应。以碳氢化合物为例,燃烧后各成为
CO2及H2O。
CH4+2O2→CO2 + 2H2O
C3H8 + 5O2→3CO2 + 4H2O
2C4H10 + 13O2→8CO2 + 10H2O
CmHn + (m+0.25n)O2→mCO2+0.5nH2O
上列各式仅有最初及最后产物,其实中间有极为复杂之反应过程,通常燃烧反应被认为以连锁反应之形态进行。以氢气之燃烧为例其过程如下:
2H2+O2→2H2O…………………..(1)
上式极为简单,实际上有H2→2H,O2→2O,H2O→OH+H等各分子互相碰撞而解离为原子状态并生成游离基(radical)。此物则为促进连锁反应之媒介物。氢气燃烧之第一阶段为H2分子解离为H原子(H2→2H),再与稳定状态之O2结合为HO2,因此物极不稳定,易与未反应之H2分子反应而依次分解如下:
H+O2→HO2……………………….(2)
HO2 + H2→H2O2 + H………………(3)
HO2 + H2→H2O + OH…..…………(4)
2H2O2→2H2O + O2………………..(5)
上式中之OH与未反应之氢反应产生H2O,同时游离出H以连锁反应之方式进行。
OH + H2→H2O + H………………..(6)
氢在完全燃烧后所余者有稳定之H2O、少量H2及O2,而无剩余之游离H及OH。
H + OH→H2O……………………(7)
H + H→H2 ………………………(8)
依上述反应过程可知燃烧中所谓游离基(radical)逐渐减少时连锁反应随之终止。
二、燃料
能当作热源之物称为燃料,对人类而言其重要性属于文明生活之基本条件之一。人类使用燃料之历史由来已久,经长期之演变由古时唯一燃料之固体燃料木材开始,之后使用煤炭、再发现石油系液体燃料并发展至污染性较低之气体燃料甚至应用核能燃料。
三、燃烧之形态
可燃物之燃烧因固体、液体、气体之不同燃烧之形态则有差异。固体燃料被加热时,由热分解生成易燃性瓦斯而与空气形成混合气。液体燃料则需产生蒸气后与空气形成混合气、气体燃料直接与空气混合则可。起燃之难易示于图2。

图2 固体、液体气体之燃烧及有机物在燃烧时之火焰
燃烧有多种方式,可分为下列燃烧形态:
(1)扩散燃烧
可燃性瓦斯分子与空气分子互相扩散混合起燃之现象。如氢气、甲烷、丙烷等可燃性 瓦斯由喷嘴流出于空气中被点燃时则属之。
(2)蒸发燃烧
醇类、醚类等引火性液体由蒸发产生之蒸气引火产生火焰,起燃后自液体表面继续蒸发 而维持燃烧之现象。
(3)分解燃烧
固体可燃物如木材、煤炭、纤维等在空气中被加热时先失去水分。再起热分解而产生可燃性瓦斯,起燃后由火焰维持其燃烧。
(4)表面燃烧
如木炭、焦炭等物由热分解之结果产生无定形炭化物,而在固体表面与空气接触之部分 形成燃烧带(Zone)。燃烧常维持在表面。铝箔、镁箔等燃烧可归纳在此类。表面燃烧通常不带有明显之火焰,有时因不完全燃烧之故或有产生一氧化碳形成火焰之可能。
(5)自身燃烧(Self burning)
火炸药在分子内含有氧而不需由空气中之氧维持其燃烧,此系之反应速度快,燃烧速度迅速以致有爆炸性燃烧发生。
四、引火点与发火点(Flash point and Auto ignition point)
接近于可燃性液体或固体之表面置一小火焰,将可燃性物缓慢加热,此时自可燃性物产生之蒸气(瓦斯)由小火焰能引燃之最低温度称为引火点。亦可认为可燃性瓦斯之浓度达到燃烧下限时之温度。引火点之测定ASTM,NFPA,JIS等均采用Pensky-Mertens,Cleveland(引火点80℃以上)及Tagliabue(引火点80℃以下)。此等装置参考消防化学(II)。
发火点指可燃物受热时不藉火焰或电器火花引火也能自燃之温度,如容器中置有可燃物用加热包(Heating mantle)缓慢加热至被加热物由本身起燃所需最低温度。发火点与着火点属同意语,以化学立场称为发火,以机械观点则用着火。
瓦斯在燃烧时如氢气或一氧化碳与氧气之化学反应属于最简单之反应例。多种化合物之燃烧过程极为复杂,为进行燃烧该物质产生之可燃瓦斯需达到燃烧下限及在一定温度下始可。一旦燃烧开始产生之热将周围之瓦斯及空气加热至能继续维持反应时才有火焰存在。液体及固体易与氧气反应者其发火温度则低,对固体燃料而言受热时不易产生易燃挥发性成分者只有表面燃烧、所以燃烧速度慢。表1为常见燃料之发火温度。
燃烧名称
空气中之发火点
氧气中之发火点
燃烧名称
空气中之发火点
氧气中之发火点
燃烧名称
空气中之发火点
氢气
609℃
588℃

580℃
566℃
无烟炭
500℃
甲烷
572
560
二硫化碳
120
107
焦炭
420~620
乙烷
632
556
正-戍烷
290
258
沥青炭
380~420
乙烯
472
450
甲苯
552
516
木炭
300
丙烷
490
485
92汽油
430
415
?
?
丁烷
510
?
Cetan#60柴油
247
242
?
?
乙炔
490
?
?
?
?
?
?
表1气、液、固体燃料之发火温度
五、自然发火与混合发火
(1)自然发火
某种物质在空气中常温常压下由化学变化产生反应热经蓄热以致温度上升至发火点而自燃之现象。在空气中立刻发火或在水分、湿气存在下缓慢或激烈发火者称为准自然发火性物。
(2)影响自然发火之各因素
在空气中常温常压下且无火源而物质本身能自燃时应有必备之条件:
1蓄热:
自然发火之起因来自于氧化、分解、聚合、吸附、发酵等产生之热蓄积引起反应系内部温度之上升,因此蓄热则为重要因素之一。当反应系之热平衡呈现散热大于蓄热时则可避免自然发火。
a.热传导度:气体、液体、固体中气体之热传导度最小,依次为液体及非金属固体、金属则最大。依此观点气体最容易燃烧,金属则较难。对物质之构造而言,粉状物、纤维状、多孔质者在结构内部产生之氧化热较难传导至表面,类似保温之效果所以内部温度容易上升。
b.空气之影响:通风良好之处能自发热体之外部加以冷却,因为不易蓄热,所以自然发火之可能性较低。
2热之产生速度:
热之产生速度与蓄热相同对自然发火有重大关系。发热量与反应速度之乘积则为热之产生速度,设单位量之发热量为Q时反应热之产生速度为
Q.Ae-E/RT
A:频度系数cm/s;E:活化能cal/mol.;R:气体定数cal/mol.;T:绝对温度。K
由上式可知发热量虽大,倘反应速度小时此物质之热产生速度则小。
3发热量、表面积、温度、水分等因素:
发热量大之物质较易自然发火。发热体属于易传热者因容易散热而不易蓄热。当溶剂类渗透在多孔质或纤维等表面积大之物体时因有充分之氧气供应,且周围有热传导不良之空气所包围,结果处于防止散热之状态。温度与反应速率有密切关系,温度愈高,反应愈快,危险性则增加。为缓和反应之进行采降温措施则可。水分过多不易自燃,但微量水分之存在则对自然发火有催化作用。
自然发火案例:
自然发火可分为分解热、氧化热、吸附热、聚合热及发酵热。
a.由分解热起燃之物
此系有硝化棉,塞璐珞等物。以硝化棉为例,在空气中由水解及热分解生成热,由 反应热之蓄积而起燃。起初硝化棉受微量水分引起水解产生硝酸,在此反应中H+及OH-有促进分解之功能。当硝化棉之NO2断裂为NO2→NO+[O]时氧化继续进行以致起燃。
b.由氧化热起燃之物
油脂类可分为干性油、半干性油及非干性油。如棉花、破布、木屑等表面积极大之物体上附着干性油时因与空气之接触面大所以易受氧化而由氧化热之蓄积引起自燃。油脂类受氧化之难易可用碘价(Iodine value)表示,碘价指100g油脂能吸收之碘克数,油脂之碘价在100以下时称为非干性油;100~130者为半干性油;130以上则属干性油。日常生活中属于干性油而与自然发火有关者有桐油,亚麻仁油,菜子油等。干性油之反应过程可用下式表示:
动植物油在燃烧时烟少,燃烧速度慢,辐射热小,有很多特异点。
c.由吸附热起燃之物
活性碳于制造后粒子表面之活性大,在空气中吸附各种成分而发热,此时吸附之氧气继续促进氧化,由吸附热及氧化热形成蓄热条件,散热不良时温度则上升。
d.由聚合热起燃之物
工业界常用醋酸乙烯CH2 = CH(OCOCH3),丙烯晴CH2 = CH-CN,液态氢化氰
H-CN,苯乙烯C6H5-CH = CH2等单体合成多种聚合物。在合成过程中聚合热失控时会引起火灾或爆炸。
准自然发火性物
在空气中发火点低或与空气接触时能自燃之物,因大部分与水接触时能发火,有时亦称为禁水性物。如锂Li,钠Na,钾K,钙Ca,镁Mg等金属外尚有40余种(参考消防化学II)
混合发火性物
两种以上之物质经混合或接触后由化学反应发热而起燃之组合,依反应状态可分为:
(1)混合后立刻燃烧或爆炸。
(2)混合后立刻产生可燃性气体或毒气。
(3)混合后经过一段时间才开始反应。
需注意某些化合物单独存在时为非燃性或稳定性高之物,当混合后则成为混合发火性物。通常一方系氧化性物而另一方属于可燃性物。如第(3)项往往在无防备下发生。混合发火性物之组合众多。可参考NFPA Hazardous Materials 49, 491M,表2为其中之一小部分。其它与化学火灾有关物质之起火原因及氧化性物与还原性物之组合能起燃或爆炸之部分可参考表3及表4
?
表2 混合后能发火或爆炸之组合
物质名称
避免混合之物质
卤素(Cl、Br、I)
氨气、氢气、红磷、碱金属、铜、锌、铝等金属
强酸类及酸无水物
氨气、不饱和油脂、可燃性有机物
过氧化物(如Na2O2)
铝或镁粉、碳化钙、乙醚、硫黄,可燃性有机物
氯酸盐
硫黄、金属粉、氨气、强酸
过氯酸盐
硝酸银、氯化锡
漂白粉
硝酸、乙炔
?
?
表3与化学火灾有关物质及起火原因
由氧化而易起燃之物
黄磷
活性碳
赛璐珞
涂料渣
聚丙烯纤维
聚乙烯氯聚合体
环氧树脂
在空气中受氧化而发热
由吸附热而发热
长时间在空气中起分解而发热
长时间在空气中起分解而发热
制造后尚有余热而氧化反应
制造中之异常反应而起火
制造中之异常反应而起火
由湿气或加水时起燃之物
金属钠
金属粉
硫化钠
磷化铝
磷化钙
高浓度漂白粉
碱土类金属过氧化物
与水分接触时起火
与水分接触时起火
与水分接触时发热
与水分接触时发热
与水分接触时发热
与水分接触或加其它药品时发热
与水分接触或加其它药品时发热
含油物质
油渣(含干性油)
油布(含干性油)
含油活性白土
由油脂之氧化热而起燃
由油脂之氧化热而起燃
由油脂之氧化热而起燃
气体
氧气
乙炔
泄漏或反复压缩时起燃
曳漏或反复压缩时起燃
具有氧化性之物质
硫酸、硝酸
过氧化氢
硝酸钠、氯酸钠
亚氯酸钠
过氧化苯甲醯
甲乙基酮过氧化物
过氧化钠
高锰酸钾
溴酸钾
叠氮化合物
红磷
加有机物或药品时起燃
加有机物或药品时起燃
加有机物或药品时起燃
由高温或重击时起燃
重击下易爆炸
加金属类强碱,氧化物时易爆炸
与药品接触或加水时起燃
加有机物或药品时起燃
加有机物或药品时起燃
由余热而起燃
由摩擦,重击而起燃
?
表4 由氧化性物与还原性物之组合能起燃或爆炸之组合
氧 化 性 物
还 原 性 物
备 注
氯酸盐、过氯酸盐
高锰酸盐、硝酸盐
重铬酸盐及过氧化物
硫黄、木碳、金属类、磷、硫化锑、有机物
由摩擦、重击、加热时易发生危险
过氧化氢(高浓度)
水溶液
金属类、粉尘、金属氧化物、有机物
急速加入时放出大量氧气
浓硝酸
磷化氢、硫化氢、或其它有机物
?
苦味酸
有机物
?
无水铬酸
苯胺、辛那、丙酮、无水醋酸、乙醇、黄油
起火或爆炸
液态空气
氢气、甲烷、乙炔、钠金属、金属类
爆炸
液态氧
氢气、甲烷、乙炔、钠金属、金属类
爆炸
氯气
黄磷、乙炔、氨气
起燃

金属类
起燃
六、理论空气量
维持继续燃烧需不断地供应空气,但空气量过多时燃烧瓦斯之温度降低热效率则变低,当空气量过少则成为不完全燃烧。为保持完全燃烧所需最少空气量称为理论空气量。
(1)燃料之理论空气量
对碳为主之燃料而言,燃烧时有下列反应
C + O2→CO2
当12g碳与22.4L氧反应时生成22.4L二氧化碳,易燃物在空气中燃烧时倘需计算理论空 气量时依下列方法则可。
空气中氧与氮之比例为21:79,为燃烧lkg纯碳时
依上式为燃烧1kg纯炭时则需8.9m3空气。再以甲烷及丙烷在燃烧时所需空气以下式而得。
七、燃烧界限
可燃性蒸气或瓦斯在空气中(氧气中)其浓度在该物质特有之范围内存在时始能起燃。浓度过低时因易燃性瓦斯之不足而无法燃烧,能点燃易燃性瓦斯所需最低浓度称为燃烧下限(Lower limit),但超出某一浓度时因氧气之不足无法起燃,能被点燃之最高浓度称为燃烧上限(Upper Limit),燃烧下限与燃烧上限之间只要供应适当能量时则可起燃(或爆炸),上下限之间称为燃烧(或爆炸)范围(F1ammab1e Limit or Explosion Limit)。燃烧上下限依各危险物品而异。以氢气为例其燃烧下限为4%上限为75%(图3)。其它化合物之上下限则示于表5
图3 氢气之爆炸界限
注:燃烧范围
燃烧界限通常对可燃性瓦斯或蒸气之混合瓦斯之容量(%)表示,燃烧下限浓度L(Vol.%) 与燃烧热Q(Kcal/mol)之间有下式之关系
L.Q=Const.(Burgess-Wheeler式)
L与Q有反比之关系,碳氢化合物时其平均值为L.Q= ll,000 (Kcal/mol)
八、混合瓦斯之燃烧界限计算例
二种以上之可燃性瓦斯或蒸气混合物之燃烧界限可用路.谢多列法则计算而得。依此法则可燃性瓦斯或蒸气之种类为a、b、c…,单独存在时之瓦斯燃烧界限各为La、Lb、Lc(%)时混合瓦斯之燃烧界限Ln(%)为
Ln(%)=
100
…………………(1)
(Pa/La) + (Pb/Lb) + (Pc/Lc)

Pa、Pb、Pc = a、b、c..........混合瓦斯之容量(%)
Pa + Pb + Pc???=100
设有H2 30%,CO 15%,CH4 55%之混合物以计算燃烧界限时H2、CO、CH4之燃烧上限各为75%,74%及15%,下限各为4.0%,12.5%及5%,所以
上限 =
100
=23.4(%)…………………(2)
(30/75) + (15/74) + (55/15)
?
下限 =
100
=5.2(%)…………………(3)
(30/4.0) + (15/12.5) + (55/5.3)
?
当可燃性混合瓦斯加入非燃性瓦斯如CO2时可依下列方式计算燃烧范围。
?

?
可燃性混合气体当加入不活性气体如CO2时燃烧范围可自图5及(1)式计算
例:设有H2 30%,N2 30%,CO2 30%,CO 10%之混合气其燃烧范围1/
N2 30%及H2 15%之混合气为a
CO2 30%及H2 15%之混合气为b
CO 10%之气体为c
此时a及b自图5得a:上限75%,下限13%,b:上限67%下限13%。
因CO之上限为74%。下限12.5%,混合瓦斯之燃烧界限为
上限 =
100
=71(%)
(45/75) + (45/67) + (10/74)
?
下限 =
100
=13(%)
(45/13) + (45/13) + (10/12.5)
?
通常可燃性瓦斯在一定浓度下压力上升时燃烧范围变宽,理由为温度上升反应速度变大,产生热则大;一方面散热速度小,下限变低,上限升高.燃烧范围变宽。
可燃性瓦斯加入N2、H2O(水蒸气)、CO2等非燃性瓦斯时原有燃烧范围变狭,再提高比例时,成为加入比热大之不活性瓦斯愈能显示混合气之燃烧范围变狭之效果。
表5 易燃物品之燃烧上下限
注:*部分系政府有关部门所特别强调其危险性之化合物
中文名称
英文名称
化学式
下限
LEL Vol.
上限
UEL Vol.
比重
水=1
T.H.V.
分子量
二乙氧基乙烷
Acetal
CH3CH(OC2H5)2
1.6
10.4
0.8
?
118.17
乙醛
Acetaldehyde
CH3CHO
4.0
60
0.8
200PPM
44.05
*丙酮
Acetone
CH3COCH3
2.6
12.8
0.8
1000PPM
56.08
乙炔
Acetylene
CH≡CH
2.5
31
0.618
?
26.02
*丙烯醛
Acrolein
CH2CHCHO
2.8
31
0.84
0.1PPM
56.06
丙烯睛
Acrylonitrile
CH2=CHCN
3.0
17
0.80
20PPM
53.06
丙烯醇
Allyl alcohol
CH2=CHCH2OH
2.5
18
0.85
2PPM
58.08
3-丙烯胺
Allyl amine
CH2=CHCH2NH2
2.2
22
0.8
?
57.09
3-溴丙烯
Allyl bromide
CH2=CHCH2Br
4.4
7.3
0.4
?
120.99
*3-氯丙烯
Allyl chloride
CH2=CHCH2Cl
2.9
11.1
0.9
1PPM
76.53

Ammonia
NH3
16
25
0.77
50PPM
17.03
戌醇
Amyl alcohol
CH3(CH2)3CH2OH
1.2
10.0
0.8
100PPM
38.15
戌胺
Amyl amine
C5H13N
2.2
22
0.8
?
87.16
氯戌烷
Amyl chloride
CH3(CH2)3CH2 Cl
1.6
8.6
0.9
?
106.6
*苯
Benzene
C6H6
1.3
7.1
0.9
10PPM
78.11
氯甲苯
Benzyl Chloride
C6H5CH2Cl
1.1
?
?
?
126.59
二环己烷
Bicylohexyl
(CH2(CH2)4CH)2
0.7
5.1
0.9
?
166.10
苯基苯
Biphenyl(Diphenyl)
(Phenylbenzene)
C6H5C6H5
0.6
5.3
1.2
?
154.20
*丁二烯
Butadiene
CH2=CHCH=CH2
?
?
?
1000PPM
54.09
丁烷
Butane
CH3CH2CH2CH3
1.9
8.5
0.6
(液态)
?
58.12
乙酸丁酯
(醋酸丁酯)
Butyl acetate
CH3COOC4H9
1.7
7.6
0.9
150PPM
116.16
丁醇
Butyl alcohol
(1-Butanol)
(Propylcarbinol)
(Propyl methanol)
CH3(CH2)2CH2OH
1.4
11.2
0.8
?
74.12
丁胺
Butyl amine
(1-Amino Butane)
C4H9NH2
1.7
9.3
0.3
150PPM
73.14
丁基苯
Butylbenzene
C6H5C4H9
0.8
5.8
0.9
?
134.21
氧化丁烯
Butylene oxide
(CH3)2COCH2
1.5
18.3
0.83
?
72.02
丁醛
Butyraldehyde
(Bytaldehyde)
CH3(CH2)2CHO
2.5
12.5
0.8
?
72.10
二硫化碳
Carbon disulphide
CS2
1.3
50.0
1.3
20PPM
76.14
一氧化碳
Carbon monoxide
CO
12.5
74
?
50PPM
28.01
?
Carbon Oxysulfide
(Carbonyl Sulfide)
COS
12
29
2.1
?
60.0
氯苯
Chlorobenzene
(Chlorobenzol)
(Monochlorobenzene)
(Phenyl chloride)
C6H5Cl
1.3
7.1
1.1
75PPM
112.56
2-氯丁二烯
2-Chloro-1,3 Butadiene
(Chloobutadiene)
(Chloroprene)
CH2=CCl-CH=CH2
4.0
20.0
1.0
?
88.49

Chlorine
Cl2
?
?
?
1PPM
70.92
2-氯丙烯
2-Chloro propylene
(2-Chloropropene)
CH3CCl=CH2
4.5
16
0.93
?
76.45
三氟氯乙烯
Chlorotrifluoro-ethylene
FCCl=CF2
8.4
38.7
?
?
116.40
环己烷
Cyclohexane
(Hexahydrobenzene)
(Hexamethylene)
C6H12
1.3
8
0.8
300PPM
84.16
环己醇
Cyclohexanol
(Hexalin)
(Hydralin)
C6H11OH
?
?
1.0
50PPM
100.16
环己酮
Cyclohexanone
(Pimelic Ketone)
C6H10O
1.1
8.1
0.9
50PPM
98.15
环丙烷
Cyclopropane
(Trimethylene)
(CH2)3
2.4
10.4
0.72
?
42.08
邻二氯苯
0-Dichlorbenzene
(0-Dichlorobenzol)
C6H4Cl2
2.2
9.2
1.3
50PPM
147.01
1.2二氯乙烷
1,2-Dichloroethane
CH3CHCl2
?
?
?
50PPM
98.92
1.2二氯乙烯
1,2-Dichloroethylene
ClCH=CHCl
9.7
12.8
1.3
200PPM
96.92
二乙胺
Diethylanine
(C2H5)2NH
1.8
10.1
0.7
25PPM
73.14
二氟氯乙烷
Difluoro-Chlororethane
CF2ClCH3
6.2
17.9
1.12
?
100.47
二甲胺
Dimethylamine
(CH3)2NH
2.8
14.4
0.68
10PPM
45.08
*二甲基甲醯胺
Dinethyl Formamide D.M.P
HCON(CH3)2
2.2
15.2
0.9
10PPM
73.09
偏二甲胼
1,1-Dimethyl-hydrazine
(CH3)2NNH2
2
95
0.8
1mg/m3
60.10
二甲基硫
Dimethyl Sulfide
(CH3)2S
2.2
19.7
0.8
?
66.15
二甲亚硫
Dimethyl Sulfoxide
(CH3)2SO
2.6
28.5
1.1
?
93.1
二聚戊烯
Dipentene
C10H16
0.7
6.1
0.9
?
136.23
环氧-(1,2)-氨-(3)-丙烷
Epichlorohydrin
CH2CHOCH2Cl
3.8
21.0
1.2
5PPM
92.53
乙烷
Ethane
C2H6
3.0
12.5
0.45
?
30.07
*乙醇胺
Ethanolamine
NH2CH2CH2OH
?
?
1.01
3PPM
61.08
*乙酸乙酯
Ethylacetate
CH3COOC2H5
2.2
11.0
0.9
400PPM
38.10
*丙烯酸乙酯
Ethyl Acrylate
CH2=CHCOOC2H5
1.3
?
0.9
25PPM
100.11
乙醇
Ethyl Alcohol
(Ethanol)
C2H5OH
3.3
19
0.8
1000PPM
46.07
乙胺
Ethylamine
C2H5NH2
3.5
14.0
0.8
?
45.08
乙苯
Ethylbenzene
C2H5C6H5
1.0
6.7
0.9
100PPM
106.16
溴乙烷
Ethyl Bromide
C2H5Br
6.7
11.3
1.4
200PPM
108.98
乙基氯
Ethyl Chloride
C2H5Cl
3.8
15.4
0.9
1000PPM
64.52
环乙基戊烷
Ethylcyclopentane
C2H5C5H9
1.1
6.7
0.8
?
98.07
乙烯
Ethylene
H2C=CH2
2.7
36.0
0.57
?
28.05
二氯乙烷
Ethylene-Dichloride
Ethulene Glycol
Monoacetate
Ethylene Glycol
Monoethyl Ether
CH2ClCH2Cl
?
CH2OHCH2OOCCH3
?
HOCH2CH2OC2H5
6.2
?
?
?
1.8
16
?
?
?
14.0
1.3
?
1.1
?
0.9
?
?
?
?
200PPM
98.96
?
104.10
?
90.12
*己烷
Hexane
CH3(CH2)4CH3
1.1
7.5
0.7
500PPM
86.17
甲丁酮
3-Hexanone
C2H5COC3H7
1.1
8
0.82
?
100.16
*醯胼
Hydrazine
H2NNH2
2.9
98
1.0
1PPM
32.05
氢气
Hydrogen
H2
4.0
75
?
?
2.016
氰化氢
Hydrogen Cyanide
HCN
5.6
40.0
0.7
10PPM
27.03
硫化氢
Hydrogen Sulfide
H2S
4.0
44.0
1.185
20PPM
34.08
羟胺
Hydroxylamine
NH2OH
?
?
1.2
?
33.03
*乙酸异戌醇
Isoamyl Acetate
CH3COOCH2CH2
CH(CH3)2
1.0
7.5
0.9
100PPM
130.19
*异戌醇
异丁烷
Isoamyl Alcohol
Isobutane
(CH3)2CHCH2OH
(CH3)3CH
1.2
1.8
9.0
8.4
0.8
100PPM
88.15
58.04
*乙酸异丁醇
Isobutyl Acetate
CH3COOCH2CH(CH3)2
2.4
10.4
0.9
150PPM
116.16
*异丁醇
异丁苯
Isobutyl Alcohol
Isobutylbenzene
(CH3)2CHCH2OH
(CH3)2CHCH2C6H5
1.2
0.82
10.9
6.0
0.8
0.9
10PPM
72.14
134.21
异丁基氨
异丁基甲酸
Isobutyl Chloride
Isobutyl Formate
(CH3)2CHCH2Cl
HCOOCH2CH(CH3)2
2.0
1.7
8.8
8
0.9
0.88
?
92.53
102.13
*乙二酸甲醚
环氧乙烯
Ethylene Glycol
?
Ethylene Oxide
CH3OCH2CH2OH
CH2OCH2
2.5
3.6
14.0
100
1.0
0.9
25PPM
50PPM
76.09
44.05
乙醚
乙基甲酸
Ethyl Ether
Ethyl Formate
C2H5OC2H5
HCO2C2H5
1.9
2.8
36.0
16.0
0.7
0.9
400PPM
100PPM
74.12
74.08
乙硫醇
Ethyl Mercaptan
C2H5SH
2.8
18.0
0.8
0.5PPM
62.03
硝酸乙酯
Ethyl Nitrate
CH3CH2ONO2
4.0
?
1.1
?
91.07
亚硝酸乙酯
Ethyl Nitrite
C2H5ONO
3.0
50
0.9
?
75.07
丙酸乙酯
Ethyl Propionate
C2H5COOC2H5
1.9
11
0.9
?
102.13
乙丙基醚
Ethyl Propyl Ether
C2H5OC3H7
1.7
9.0
0.8
?
83.05
*甲醛
Formaldehyde
HCHO
7.0
73
0.815
5PPM
30.03
燃料油
(煤油)
Fuel oil no.1
?
0.7
5
1
?
-
汽油
Gasoline
C5H12到C9H20
1.3
6.0
0.3
500PPM
-
庚烷
Heptane
CH3(CH2)CH3
1.05
6.7
0.7
500PPM
100.20
异丁醛
异庚烷
异己烷
Isobutyraldehude
Isoheptane
Isohexane
(CH3)2CHCHO
(CH3)2CHC4H9
(CH3)2CHC3H7
1.6
1.0
1.0
10.6
6.0
7.0
0.8
0.7
0.7
?
72.10
异戌烷
Isopentane
(CH3)2CHCH2CH3
1.4
7.5
0.6
?
72.30
*乙酸异丙酯
Isopropyl Acetate
(CH3)2CHOOCCH3
5.8
8
0.9
250PPM
102.13
*异丙醇
Isopropyl Alcohol
(CH3)2CHOH
2.0
12
0.8
400PPM
60.09
异氯丙烷
Isopropyl Chloride
(CH3)2CHCl
2.8
10.7
0.5
?
78.54
异丙醚
Isopropyl Ether
(CH3)2CHOCH(CH3)2
1.4
7.9
0.7
?
102.17
喷射燃料
Jet Fuel
JP-4
1.3
8.0
?
?
-
甲烷
Methane
CH4
5.0
15.0
?
?
16.04
*甲醇
(木精)
Methanol
(Methyl Alcohol)
CH3OH
6.7
36
0.8
200PPM
32.04
*乙酸甲酯
Methyl Acetate
CH3COOCH3
3.1
16
0.9
200PPM
116.12
丙烯酸甲酯
Methyl Acrylate
CH2=CHCOOCH3
2.8
25
1.0
10PPM
86.09
甲胺
Methylamine
CH3NH2
4.9
20.7
?
?
31.06
溴甲烷
Methyl Bromide
2- Methyl-2-Butane
3- Methyl-1-Butene
CH3Br
(CH3)2CHCH2CH3
?
(CH3)2CHCH3CH3
?
1.2
?
1.5
9.0
?
9.1
0.8
?
0.6
?
94.95
*甲丁酮
Methyl Butyl Ketone
ClI3COC4H9
1.2
8
0.8
100PPM
100.16
氯甲烷
Methyl Chloride
CH3Cl
10.7
17.4
0.92
?
50.49
二氯甲烷
Methylene Chloride
CH2Cl2
15.5
66
1.3
500PPM
84.9
二甲醚
Methyl Ether
(CH3)2O
3.4
27
0.661
9PPM
46.07
苯乙烯
Styrene
C6H5.CH:CH2
1.2
8.9
?
100PPM
104.14
四氯乙烯
四氢化呋喃
Tetrachloroethylene
Tetrahydrofuran
(Diethylene Oxide)
C2Cl4
C4H8O
?
2
?
11.8
?
0.9
100PPM
200PPM
165.85
72.10
四氢化呋喃甲醇
Tetrahydrofurfuryl Alcohol
C4H7OCH2OH
1.5
9.7
1.1
?
102.13
四氢荼
Terahydronaphthalene
C6H2(CH3)2C2H4
0.8
5.0
1.0
?
132.20
甲苯
Toluene
C6H5CH3
1.1
7.1
0.9
100PPM
92.13
2,4二异氰酸
Toluene-2,4-Diisocyanate
CH3C6H3(NCO)2
0.9
9.5
1.2
0.02PPM
174.15
三氯乙烯
Trichloroethylene
ClHC:CCl2
12.5
90
1.5
100PPM
131.40
三乙胺
三乙烯醇
三氟氯乙烯
Triethylamine
Triethylene Glycol
Trifluorochloroethylene
(C2H5)3N
HOCH2(CH2OCH2)2
CH2OH
CF2:CFCl
1.2
0.9
?
24.0
8.0
9.2
?
40.3
0.7
1.1
?
1.31
25PPM
?
?
?
101.19
150.17
?
116.47
醋酸乙烯
Vinyl Acetate
CH2:CHOOCCH3
2.6
13.4
0.9
?
36.09
醋酸乙炔
Vinyl Acetylene
CH2:CHC:CH
21
100
0.69
?
52.04
甲乙醚
Methyl Ethyl Ether
CH3OC2H5
2.0
10.1
0.7
?
61.07
*丁酮
Methyl Ethyl Ketone
C2H5COCH3
1.8
10
0.8
200PPM
72.12
甲酸甲酯
Methyl formate
CH3OOCH
5.0
23
1.0
100PPM
50.05
甲胼
Methylhydrazine
CH3HNNH2
4.0
?
0.9
0.2PPM
46.07
*甲基异丁酮
Methyl Isobutyl Ketone
CH3COCH2CH(CH3)2
1.4
7.5
0.8
100PPM
100.16
乳酸甲酯
Methy Lactate
CH3CHOHCOOCH3
2.2
?
1.1
?
104.10
甲硫醇
Methyl Mercaptan
CH3SH
3.9
21.8
0.9
0.5PPM
48.10
2-甲基丙烷
2-Methylpropane Methyl propionate
CH3CH2COOCH3
1.0
2.0
9.6
1.3
0.9
?
88.10
戌酮
Methyl propyl Ketone
CH3COC3H7
1.5
8.2
0.8
200PPM
86.13
*石脑油
Napahtha
?
0.9
6.0
?
200PPM
-
*硝基苯
Nitrobenzene
C6H5NO2
1.2
4.3
?
?
123.11
戌烷
Pentane
CH3(CH2)3CH3
1.5
7.8
0.6
1000PPM
72.15
戌醇
3-Pentanol
CH3CH2CH(OH)CH2CH3
1.2
9.0
0.8
?
98.15
顺戌烯
1-Pentene-cis
CH3(CH2)2CH:CH2
1.5
8.7
0.7
?
70.13
石油醚
Petroleum Ether
-
1.1
5.3
0.6
?
-
丙醛
Propanal
(Propionaldehyde)
CH3CH2CHO
2.9
17.0
0.8
?
58.08
丙烷
Propane
CH3CH2CH3
2.2
9.5
0.58
1000PPM
44.09
*乙酸丙酯
Propyl Acetate
C3H7OOCCH3
2.0
8
0.9
?
102.13
丙醇
Popyl Alcohol
CH3CH2CH2OH
2.1
13.5
0.8
200PPM
60.09
丙胺
Propylamine
CH3(CH2)2NH2
2.0
10.4
0.7
?
59.11
丙苯
Propylbenzene
C3H7C6H5
0.8
6.4
0.9
?
120.19
氯丙烷
丙烯
1,2二氯丙烷
Propyl Chloride
Propylene
Propylene Dichloride
C3H7Cl
CH2CHCH3
CH3CHClCH2Cl
2.6
2.0
3.4
11.1
11.1
14.5
0.9
0.51
1.2
?
78.48
42.08
113.93
1,2丙二醇
Propylene Glycol
CH3CHOHCH2OH
2.6
12.5
1.0
?
76.09
1,2环氧丙烷
Propylene Oxide
OCH2CHCH3
2.8
37.0
0.9
100PPM
58.08
丙炔
Propyne(Allylene)
CH3C:CH
1.7
?
?
?
40.03
氯化乙烯
Vinyl Chloride
CH3CHCl
3.6
33
0.9
500PPM
62.50
*丙烯睛及其它丙烯睛类化合物
Vinyl Cyanide
(Acrylonitrite)
Vinyl Ethyl Alclohol
Vinyl Ethyl Ether
Vinylidene Chloride
Vinylidene Fluoride
CH2:CHCN
CH2:CH(CH2)2OH
CH2:CHOC2H5
CH2:CCl2
CH2:CF2
3.0
?
4.7
?
1.7
7.3
5.5
?
?
17
?
34
?
28
16
21.3
?
?
0.8
?
0.84
?
0.8
1.3
?
?
?
20PPM
?
?
?
?
25PPM
?
?
?
53.06
?
72.02
?
72.04
96.95
64.02
?
?
*二甲苯
Xylene
C6H4(CH3)2
1.1
7.0
0.9
100PPM
106.16
?
九、蒸气密度与引火性之难易
自然界中大多数之蒸气密度大于空气。于是易沉降蓄积在低洼处。蒸气较空气轻者穿透空气向上漂浮,相反者往下沉。以低分子之碳氢化合物为例,天然气以甲烷(CH4)为主成分,漏泄时在天花板附近之浓度最高,接近于地上之浓度最低,其中间带成为爆炸范围。再以液化石油气(C3H8及C4H10)为例,漏泄时其蒸气密度比空气重,所以其蒸气往下沉,倘有排水沟而能流出场外。此时上面之蒸气密度稀薄而下面浓度高,中间带则成为燃烧范围。参考图6
图6 易燃瓦斯-空气混合物之密度与爆炸难易之关系
(左图CH4,右图C3H8)
如图6所示,事前能预知易燃性瓦斯究竟比空气重或轻则可利用为防灾及爆炸后之鉴析参考。化合物以蒸气或瓦斯状态存在时其相关密度可自产生蒸气之化合物之分子量与相关空气之分子量(约为29)依下式求出:
瓦斯之蒸气密度=
瓦斯之分子量
空气之分子量
以CH4为例,CH4之V.D.(Vapor Density)=16/29=0.55 (注:C=12,H=1.0)
再以C3H8为例,C3H8之V.D.=44/29=1.52
由此案例。天然气漏泄时其V.D.为0.55所以往上漂,液化石油气系丙烷、丁烷等之混合物。丙烷本身之V.D.为1.52因此往下沉。爆炸案件发生时倘有此种基本常识或对爆炸之前因后果之判断有所帮助。至于能挥发之易燃液体可产生多少量之蒸气则参考消防化学(II)。
十、热化学方程式
化学方程式中除了表示反应产物外尚有反应热者称为热化学方程式,而发热以+,吸热以-表示。
H2(gas)+1/2 O2(gas) → H2O(gas) + 57.6 Kca1
H2(gas)+1/2 O2(gas) → H20(1iq) + 68.4 Kca1
在上式中68.4-57.6=10.8 KCal属1mol水之蒸发潜热。
含氢燃料于燃烧后产生水蒸气,所以发热量有二,通常采水蒸气变为水时之较大数值(高发热量)为多。
例:
1g原子之碳与1mol氧生成1mol CO2时
C+O2→CO2+97.0 Kcal
在高温下部分CO2会转为CO,此时则属吸热反应
C+O2→2CO-38.2 Kca1
实用上与反应有关之物质,气体时用m3,固体时用kg表示。
H2+1/2 O2→H2O (液体)+3050 Kca1/m3 H2
C+O2→CO2+8080 Kca1/kg
上式各表示1m3氢燃烧时得3050 Kcal之热及1kg碳燃烧时得8080Kcal之意。
第二节 物质之化学反应
一、反应热(Heat of reaction)
反应热指发生化学反应时产生或吸收之热量而言,化学反应约可分为数项:
A+B→AB………………化合
AB→A+B………………分解
AB+C→AC+B…………置换
AB+CD→AC+BE………复分解
A×n→An…………………聚合
设物质A,B………各有n1,n2…………莫耳反应时
n1A+n2B+……n1'C+n2'D+…+Q(cal)
Q为反应热,以纯碳为例在空气中燃烧时
C(s)+O2(g) →CO2(g)+94,400 cal
上式表示纯碳12克与1莫耳氧反应产生1莫耳二氧化碳22.4公升及94,400cal热量。
二、生成热(Heat of formation)
某物质由构成元素直接产生时其反应热则为生成热。化学反应之反应热系生成物质之生成热之和减去反应物质生成热之和,以CO为例:
CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)
此时之生成热为QCO2=94,380,QCO=26,700,QH2O=57,900所以
反应热为94,380-57,900-26,700=9,780 cal
生成热也能自燃烧热计算,生成物之生成热之和减去化合物之燃烧热则可。
以乙醛为例:CH3CHO+O2→2CO2(g)+2H2O(l)
因为生成热为:CO2=94.38 Kcal,H2O=68.38 Kcal而CH3CHO之燃烧为279.0 Kcal。
∴2×(94.38)+2×(68.38)-279.0=46.52 Kcal/mol
对乙炔而言
C2H2+5×1/2 O2→2CO2+H2O
∴2×(94.38)+68.38-312=-54.86 Kcal/mol
碳氢化合物之生成热来自C及H之生成热加 H2O 之生成热再减去碳氢化合物之燃烧热:QF=94.38×(n)+68.38(m/2)-QC
注:碳氢化合物 (CnHm),QC:碳氢化合物之燃烧热 (cal/mole)
三、燃烧热
物质由氧气完全燃烧时产生之热,通常以1莫耳之热量表示。燃烧热有定容燃烧热与定压燃烧热之分,使用热量计(Calorimeter)测定时属于定容燃烧热Qv,至于Qp由下式而得:
Qp=Qv-nRT
物质之生成热可自燃烧热计算,有机物中难以直接计算生成热者用燃烧热计算。以苯为例其生成热为:
C6H6(l)+15/2 O2=6CO2+3H2O(l)+782,700
C6H6(l)=C6H6(g)-7,500
6C(石墨)+3H2(g)=C6H6(g)+Qp
Qp=6×(94,300)+3×(68,300)-(782,700+7,500)=-19,500实用上1公斤物质之燃烧热称为发热量而以Kcal/kg表示。
?
?
表6物质之生成热(kcal/mol)(3,7,11)
名称
生成热
名称
生成热
名称
生成热
CH4
17.7
C8H10
5.9
HCl(dil)
39.46
C2H6
20.2
C7H8
-2.9
HNO3(dil)
49.80
C3H8
24.8
C6H6
-11.8
HO2(l)
63.38
C4H10
29.7
C2H4
-12.5
SO2(g)
69.30
C5H12
34.9
C2H2
-54.7
CO2(g)
94.38
C6H12
37.2
?
?
H2SO4(dil)
207.5
?
表7物质之燃侥热(kcal/mol)(2,12)
名称
燃烧热
名称
燃烧热
名称
燃烧热
CO
68.1
CH4
212.8
C3H8
530.5
H2
68.3
CS2
265.6
C4H10
687.9
S
69.3
C2N2
271.4
C6H6
789.0
NH3
75.7
PH3
277.5
C6H5CH3
943
C(石墨)
94.0
C2H2
312.4
C6H14
1,003
H2S
132.9
C2H5OH
336.7
C6H4(CF3)2
1,088
CH3OH
182.5
C2H4
337.2
C10H8
1,220
CH3COOH
202.0
C2H6
372.8
C14H10
1,685
?
瓦斯之燃烧热应在一定温度及一定压力下在干燥状态以Kcal/m3表示,欲换算在前后不同温度、压力、湿度之燃烧瓦斯之燃烧热时将旧条件下之燃烧热除以新条件下之容积则可:
H1/H2=V1/V2
Hi:旧瓦斯之燃烧热,Vi:新条件下之瓦斯容积
四、连锁反应(Chain reaction)
燃烧则属于连锁反应之一,多种化学反应并非单一种反应而是连续性之化学反应,在连续反应过程中反应生成物不断地产生而成为下一反应之反应物,因此一旦反应开始则成一连串之连锁反应。氯气与氢气之反应为例H2+Cl2→2HCl属于连锁反应,此反应在黑暗中无法进行,但在日光下易起反应,Cl原子与H2分子反应生成HCl,同时产生活化氢原子并与氯分子反应产生HCl及Cl原子。
火灾时有复杂且有连续性之化学反应,因反应物之种类多,在极为复杂之反应过程中速度有快慢之别。连锁反应(Chain reaction)为续发反应之一种,反应生成物依次成为下一段反应并无限继续。如H2与Cl2反应时依下列方式进行:
H2+Cl2→2HCl
Cl2→2Cl
Cl+H2→HCl+H
H+Cl2→HCl+Cl
只要有足够反应物之存在反应则可继续进行。在上列反应中活化状态之H与Cl以连锁反应之煤介方式存在面称为Carrier (担体)。此反应在黑暗中殆不起作用,惟最初之担体可由照光产生。Cl原子与H2分子反应产生HCl,同时生成活化H与Cl2分子反应成为HCl与Cl原子,HCl与Cl虽然被活化,但有不活性分子如HCl或H与Cl互相碰撞时则失去活性,当担体减少时等于反应之结束。连锁反应中产生不只一个连锁担体,生成二个担体时反应速度增加,生成更多则接近爆炸现象。此现象称为chain branching(连锁分支)。对氢氧混合瓦斯而言Free radical(自由基)为OH及游离原子之O、H。此反应可藉点火步骤可产生最初之OH
OH+H2→H2O+H
H+O2→OH+O
O+H2→OH+H
上式中第一段为连锁反应之开始,第二及第三段属于分支反应,被消耗一个担体时如上式所示比原来多出一个担体,所以反应仍可急速进行。
课件9张PPT。第七单元
课题1 燃烧和灭火燃烧的条件的讨论实验一 一、燃烧的条件:讨论:
1、铜片上的白磷燃烧,而红磷不燃烧,说明燃烧需要什么条件? 可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应叫做燃烧。 2、铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧,说明燃烧还需要什么条件?白磷在水下燃烧学生实验思考: 3、本来在热水中不燃烧的白磷,在通入氧气后燃烧,再次说明燃烧需要什么条件? 讨论:
根据燃烧的条件推论灭火的原理(1)可燃物(2)氧气(或空气)(3)达到燃烧所需要的最低温度(也叫着火点)结论: 燃烧所需要的条件: 二、灭火的原理和方法:原理:破坏燃烧的条件,使燃烧停止.2、隔绝氧气(或空气);3、使温度降到着火点以下。方法:
1、清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离;讨论:《书》P126-P127
下面是一些灭火的实例,试分析其灭火的原理:
1、炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭;
2、堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭;
3、扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉。隔绝空气使可燃物的温度降到着火点以下清除可燃物,使可燃物与其他物品隔离随堂练习:《书》P131
1、燃烧与灭火有什么联系?燃烧需要什么条件?灭火的原理是什么?
2、用扇子扇煤炉火时,为什么越扇越旺?而用扇子扇蜡烛火焰时,为什么一扇就灭?
3、为什么生煤炉火时,需先引燃纸和木柴?
4、室内起火时,如果打开门窗,火反而会烧得更旺,为什么?课件28张PPT。 课题1 燃烧和灭火第一课时教学目标:1、认识燃烧的条件和灭火的原理。2、通过活动与探究,学会对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。教学重点:燃烧需要哪些条件。教学难点:从燃烧的条件出发认识灭火的原理。火 说到火,让人很自然地就会想到燃烧,火是物质燃烧时的一种现象。在日常生活中煮饭、炒菜时往往要与火打交道。燃烧与人类的关系非常密切。燃烧是把双刃剑 燃烧给我们带来美好的生活:2004年雅典奥运会场主火炬 燃烧给我们带来美好的生活:燃烧是把双刃剑 2003年10月15日,运载神州五号的火箭顺利升空。 2005年10月12日,运载神州六号的火箭顺利升空。 燃烧给我们带来美好的生活:燃烧是把双刃剑燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难:1987年5月发生的大兴安岭特大森林火灾使人民的生命财产遭受了巨大的损失。燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难: 2003年11月3日衡阳发生火灾,并引发楼房垮塌,致使20名消防官兵不幸罹难。燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难:2004年3月9日江西星子县发生森林大火燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难: 2003年11月24日莫斯科人民友谊大学宿舍发生大火,导致至少28名外国留学生丧生,另有100人受伤。燃烧是把双刃剑 2001年 “9?11”事件中,纽约世贸中心被飞机撞击后起火燃烧,产生滚滚浓烟。燃烧也给我们带来灾难:燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难: 飞机撞楼后燃烧的大火引起大楼坍塌。死亡近600人,3700多人失踪。人民的生命财产遭受了空前的浩劫。燃烧是人类最早利用的的化学反应之一利用燃烧加工食物古埃及人利用燃烧冶炼铜活动与探究一: 在500ml的烧杯中注入400ml热水,水中放入一小块白磷,烧杯上放一薄铜片,铜片一端放一小堆红磷,另一端放一小块吸干水的白磷,观察现象。 铜片上的白磷燃烧了,产生浓厚的白烟,铜片上的红磷没有燃烧,水中的白磷也没有燃烧 用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量氧气(或空气) ,观察现象。白磷在水下燃烧一、燃烧的条件燃烧的条件白磷在水下燃烧讨论:1、由上述实验中铜片上的红磷不燃烧而白磷燃烧的事实,说明燃烧需要什么条件?2、由铜片上的白磷燃烧,但水中的白磷不燃烧的事实,说明燃烧还需要什么条件?3、由本来在水中不燃烧的白磷,在通入氧气(或空气)后燃烧的事实,再次说明燃烧需要什么条件?4、综合上述讨论,可得出燃烧需要哪些条件?归纳总结:燃烧的条件:①有可燃物②可燃物与(或空气)氧气接触③达到燃烧所需的最低温度(着火点)燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。燃烧条件示意图燃烧的现象【学生讨论】根据燃烧的条件推论灭火的原理。 在通常状况下一些常见物质的着火点
物质着火点/ ℃ 白磷红磷木材木炭乙醇(酒精) 无烟煤40240250~330320~370558700~750二、灭火原理和方法扑灭火灾思考:物质燃烧必须同时具备三个条件,
根据物质燃烧的条件,如何灭火呢?【实验7-1】点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯;将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中一只烧杯中加适量碳酸钠和盐酸,观察现象并分析原因。熄灭正常燃烧熄灭【归纳总结】
灭火的原理:①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。②使可燃物与(或空气)氧气隔绝。③使可燃物的温度降到着火点以下。 请同学们分析产生【实验7-1】现象的原因,并解释1、3是应用灭火原理中的哪一条?练习:1、下列说法中正确的是( )
A、 可燃物的温度达到着火点时就一定会燃烧
B、炒菜的油锅着火时,应立即盖上锅盖
C、汽油着火时可用水浇灭
D、木炭放入氧气中就可以生成二氧化碳B2、燃烧、缓慢氧化、自燃的相同点是( )
A、反应都很剧烈 B、反应时都发光、放热
C、都属于氧化反应 D、都需要达到着火点C3、下列关于燃烧的叙述正确的是( )
A、有发热、发光现象的变化一定是燃烧
B、可燃物燃烧是一定有发光、发热现象
C、可燃物燃烧一定有火焰
D、在纯氧中能燃烧的物质在空气中也一定能燃烧C5、灭火时常采取下列方法,请将下列灭火过程中所采用方法的序号填入括号内。
A、将可燃物与空气隔绝
B、将可燃物的温度降到着火点以下
C、清除或移开可燃物
⑴草原着火时,常在着火点周围铲除草,打出防火道( )
⑵房屋着火喷浇大量冷水( )
⑶用湿布或沙铺洒在桌面燃烧的酒精上( )4、已知白磷的着火点是40℃ ,下列情况能发生燃烧的是( )
A、白磷置于80℃ 的水中
B、白磷置于10℃ 的水中并通入氧气
C、白磷置于80℃ 的水中并通入氧气
D、白磷置于10℃ 的室内CABC中考链接1.(广东省,2004年)下图是探究物质燃烧条件的3个
对比实验:
根据各实验得到相应的燃烧条件有:可燃物氧气或空气温度要达到可燃物的着火点
2.油锅内油起火,将火立即熄灭的最好方法是( )
A.盖上锅盖子 B .倒入冰水
C .把油倒掉 D .端下油锅A3.在500ml的烧杯中注入400ml开水,并
投入一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块白磷,如右图所示:(1)从温度、着火点和与空气接触三个方
面比较,铜片上的白磷和水中的白磷,
相同的是__________________,不同
的是_______________________________________________;
铜片上的白磷和红磷,相同点是_________________________,
不同点是___________________________。温度都超过了着火点铜片上的白磷与空气接触而水中的白磷没有与空气接触温度相同且都与空气接触白磷的着火点比红磷低(2)实验时,可观察的现象是______________________________
____________________________________________。
(3)根据上述实验条件和现象,可以得出的燃烧条件是:
①______________,
②____________________________,
③________________________________;
由此可推知灭火的方法是:
① ___________________________________,
② ______________________________,
③_______________________________。铜片上的白磷燃烧了,产生浓厚的白烟,有可燃物
可燃物与(或空气)氧气接触达到燃烧所需的最低温度(着火点)
清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离使可燃物与(或空气)氧气隔绝使可燃物的温度降到着火点以下铜片上的红磷没有燃烧,水中的白磷也没有燃烧4.(辽宁省,2004年)某同学在探究物质燃烧的条件时,
作出如下三种猜想,并得出相应的结论。请你在下表空格
中填写实验操作和实验现象。
将木条和玻璃
棒放在酒精灯
上点燃木条能燃烧,
玻璃棒不能
燃烧点燃两支蜡烛,
其中一支用烧
杯罩住用烧杯罩住
的蜡烛熄灭将红磷和白磷
同时放在酒精
灯上稍微加热白磷燃烧,
红磷没燃烧课件13张PPT。第一课时燃烧和灭火教学目标:1、认识燃烧的条件和灭火的原理。2、通过活动与探究,学会对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。教学重点:燃烧需要哪些条件。教学难点:从燃烧的条件出发认识灭火的原理。活动与探究一: 在500ml的烧杯中加入400ml热水,水中放入一小块白磷,烧杯上放一薄铜片,铜片一端放一小堆红磷,另一端放一小块吸干水白磷,观察现象。铜片上的红磷和水中的白磷不能燃烧,铜片上的白磷剧烈燃烧。
把烧杯中的水和白磷一起泼入空中,观察现象。白磷与空气接触剧烈燃烧讨论:1、由上述实验中铁片上的红磷不燃烧而白磷燃烧的事实,说明燃烧需要什么条件?2、由铁片上的白磷燃烧,但水中的白磷不燃烧的事实,说明燃烧还需要什么条件?3、由本来在水中不燃烧的白磷泼入空中后燃烧的事实,再次说明燃烧需要什么条件?4、综合上述讨论,可得出燃烧需要哪些条件?归纳总结:燃烧的条件:①有可燃物②可燃物与(或空气)氧气接触③达到燃烧所需的最低温度(着火点)燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。练习:1、可燃物与氧气发生的一种 、 的
氧化反应叫燃烧。2、燃烧需要的三个条件:①有可燃物②可燃物与(或空气)氧气接触③达到燃烧所需的最低温度(着火点)3、物质A能在空气中燃烧,与下列条件无关的事:
A、A是单质 B、A的温度达到着火点
C、A是可燃物 D、A与O2接触A发光发热剧烈【学生讨论】根据燃烧的条件推论灭火的原理。【归纳总结】
灭火的原理:①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。②使可燃物与(或空气)氧气隔绝。③使可燃物的温度降到着火点以下。【实验7-1】点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯;将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中一只烧杯中加适量盐酸和碳酸钠,观察现象并分析原因。分析产生上述现象的原因,并解释1、3是应用灭火原理中的哪一条?熄灭正常燃烧熄灭【练习】根据下列的灭火实例,分析其应用的灭火原理。1、炒菜时油锅中的油不慎着火。
2、堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭。
3、釜底抽薪
4、扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉。课外思考: 在小说《康熙大帝》中叙述了这样一个战例:
康熙皇帝在一个冬季到西北亲征葛尔丹,这时千里衰草,狡猾的葛尔丹在清军大营的上风头放了一把大火,大风助着火势迅速向清军大营烧来,眼看就要全军覆没,这时一个侍卫向康熙想了一个办法,挽救了全军。你想知道他提了什么建议吗?谢谢课件15张PPT。新教材-第七单元 课题1 燃烧和灭火 燃烧和灭火 燃烧通常是指可燃物与空气中的氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
燃烧和灭火 燃烧和灭火 讨论: 1、观察到什么现象? 2、由上述实验中薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧的事实,说明燃烧需要什么条件? 3、由薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实,说明燃烧还需要什么条件? 4、思考如何使水中的白磷燃烧起来? 燃烧和灭火 燃烧需要三个条件:
1、可燃物
2、氧气(或空气)
3、达到燃烧所需要的最低温度(也叫着火点) 燃烧和灭火 燃烧和灭火 火灾对人类的施孽是非常严酷的。据联合国“世界火灾统计中心”(WFSC)近年来不完全统计,全球每年约发生600万至700万起火灾,全球每年死于火灾中的约有65000至75000人。按各大洲分别统计的数字如下(表1): 加利福尼亚州森林大火烧毁的面积之大,持续时间之长是近十年来罕见的。
美国火灾情报中心说,今年美国森林火灾此伏彼起。到8月底,全国被烧毁的林木、灌木和野草面积达400多万英亩,比往年增加一倍以上。燃烧和灭火燃烧和灭火 燃烧和灭火 学生实验:蜡烛火焰熄灭的方法探究实验用品:蜡烛、剪刀、湿抹布、碳酸钠、盐酸、烧杯燃烧和灭火 灭火原理:
清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离
隔绝氧气(或空气)
使温度降低到着火点以下燃烧和灭火 当高层楼房下层起火,火势凶猛无法扑灭时,可以选择哪些逃生措施?用湿毛巾堵住口鼻 匍匐前进寻找安全出口封闭门窗,等待救援迅速转移到阳台,用绳索下坠???? 燃烧和灭火 燃烧和灭火 学完本课时我们应该知道:
1、可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫做燃烧,燃烧需要三个条件:① 可燃物; ② 氧气(或空气);
③达到燃烧所需要的最低温度(也叫着点)
2、灭火的原理:
清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离
隔绝氧气(或空气)
使温度降低到着火点以下
3、掌握一定的防火、自救知识及
学习灭火器的使用方法。燃烧和灭火 课件11张PPT。小魔术:烧不坏的手帕为什么手帕烧不坏?难道物质燃烧需要条件? 课题1 燃烧和灭火物质燃烧条件的探究探究与活动一1.提出问题:木条和玻璃棒在空气中点燃都能燃烧吗?2.你的猜想: 。3.设计实验:由上述实验现象分析,物质燃烧与物质的
性质 (有关或无关),物质必须具有 性。木条燃烧玻璃棒不燃烧木条有可燃性玻璃棒没有可燃性有关可燃探究与活动二信息:1.着火点是可燃物燃烧所需的最低温度
2.白磷和红磷都具有可燃性。
白磷的着火点为400C,红磷的着火点为2400C燃烧起来,
产生白烟温度达到着火点
且与空气接触不燃烧温度没有达到
着火点不燃烧没有氧气讨论:1.由上述实验中薄铜片上的白磷燃烧
而红磷不燃烧的事实,说明燃烧需要
什么条件?
2.由薄铜片上的白磷燃烧而热水中的
白磷不燃烧的事实,说明燃烧还需要
什么条件?实 验实 验讨论:1.热水中的白磷在通入O2和不通入O2的条件下,
现象是不同的,这样的事实,再次说明了燃烧
需要什么条件?2.综合上述讨论,可得出燃烧需要哪些条件?一.燃烧的条件①可燃物②氧气(或空气)③达到燃烧所需的最低温度
(即达到着火点)二.燃烧——可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应。中考链接1.(广东省,2004年)下图是探究物质燃烧条件的3个
对比实验:
根据各实验得到相应的燃烧条件有:可燃物氧气或空气温度要达到可燃物的着火点2.(辽宁省,2004年)某同学在探究物质燃烧的条件时,
作出如下三种猜想,并得出相应的结论。请你在下表空格
中填写实验操作和实验现象。
将木条和玻璃
棒放在酒精灯
上点燃木条能燃烧,
玻璃棒不能
燃烧点燃两支蜡烛,
其中一支用烧
杯罩住用烧杯罩住
的蜡烛熄灭将红磷和白磷
同时放在酒精
灯上稍微加热白磷燃烧,
红磷没燃烧思考:物质燃烧必须同时具备三个条件,
根据物质燃烧的条件,如何灭火呢?课件49张PPT。单元4 燃烧与燃料
——第一节 燃烧与灭火
学习目标了解燃烧的概念;
掌握燃烧的条件;
学会灭火的方法.一、燃烧的条件探究与活动__________
用镊子分别夹取一小块棉花,分别蘸取水和酒精,放到酒精灯火焰上片刻,观察现象;条件一
物质具有可燃性;现象:酒精可以燃烧,而水不可以燃烧实验演示燃烧的条件探究与活动__________实验二
点一支小蜡烛,将其用烧杯罩住,尽可能使烧杯与桌面间不留空隙,观察实验现象;条件二
可燃物要与氧气接触;现象:蜡烛熄灭燃烧的条件探究与活动__________实验三
将一跟小木条和一小块煤块放在酒精灯上点燃,比较点燃的难易。条件三
可燃物要达到燃烧的最低温度(着火点);现象:木条比煤更容易点燃【分析归纳】在通常的情况下,物质燃烧必须满足三个条件:一是物质具有可燃性;二是可燃物与氧气(空气)接触;三是可燃物达到该物质燃烧所需要的最低温度(可燃物的着火点)。
观察实验,解释下面实验: (白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是200℃以上)
1、为什么烧杯中的白磷不燃烧?
原因是① ;

2、为什么铜片上的红磷不燃烧?
原因是① ;
3、为什么铜片上的白磷燃烧?
原因是① ;
② ;
③ ;防火与灭火 灭火的方法 灭火原理1.使可燃物的环境温度降到其着火点以下.
2.使可燃物与氧气隔绝
3.隔离可燃物想一想?1.实验室是怎样熄灭酒精灯的,其原理是什么?用灯帽盖灭,原理是为了隔绝可燃物与氧气的接触。2.常看到这样的报道,春节因为燃放烟花爆竹,而引发柴垛失火,人们都是怎样去救火的?用水去扑灭,原理是降低柴垛周围的温度,使之低于柴垛的着火点;也可以迅速的转移走未烧着的柴禾,原理是清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离灭火的方法其他消防安全标志:练一练:请问以下救火方式与哪种灭火原理有关?练一练:逃生方法逃生方法逃生方法逃生方法逃生方法 二、促进燃烧的方法问题:
同学们听说过节能煤炉吗?节能煤炉为什么能节能?
实际上是燃烧充分、节省燃料
1.认识完全燃烧与不完全燃烧 的结果
C2H2+O2 -点燃-CO2+H2O
乙炔在空气中燃烧(左)
乙炔在氧气中燃烧(右)完全燃烧和不完全燃烧 完全燃烧-----氧气足量、燃烧较快、放热多。
不完全燃烧-------氧气不足量、燃烧较慢、放热少。
(含碳量低的物质易发生完全燃烧,生成二氧化碳。含碳量高的物质易发生不完全燃烧,生成物除了二氧化碳外,还生成一氧化碳。)
不完全燃烧:
浪费燃料
污染环境寻找促进燃烧的方法:设计方案:
分给你们一段大小、形状、质量都相同的同种材料的干木块,将它烧完,看谁用的时间最短。【交流讨论】
家庭用煤经历了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。请你谈谈这种变化的优点。木材的引燃 2.影响燃烧的因素:
①、可燃物的性质
②、与氧气接触的面积
③、氧气的浓度
促进物质燃烧的方法:
增大氧气浓度,或增大物质与氧气的接触面积。
讨论: 若可燃物急速的燃烧,并且发生在一个有限的空间内,情况会怎样?三、爆炸是如何发生的? 什么情况下,燃烧会引起爆炸呢?
氢气爆炸

一氧化碳爆炸 1.爆炸的原因:
①.可燃物与氧气充分接触
②.产生急速的燃烧
③.在有限的空间内
思考:
火药平摊在铁板上,点燃能否发生爆炸?为什么?爆炸现象 如果剧烈而急速的燃烧反应发生在有限的空间内(如爆竹、炸弹等),在短时间内积聚大量的热,使气体体积迅速膨胀,就会引起爆炸。
如果可燃物(气体、粉尘等)与氧气的接触面积很大,燃烧范围广,周围的空气迅速猛烈膨胀,也会发生爆炸。2.爆炸极限: 可燃性气体占混合气体的体积分数范围上限:
只着不炸
下限:
不着不炸
3.应用: 点燃可燃性气体前应验纯!
方法如图你知道有哪些爆炸现象吗?它们一样吗? 1、鞭炮 化学变化
2、轮胎 物理变化
3、气球 物理变化
4、炸弹 化学变化
5、煤气罐 化学变化
- - - - - -【讨论】 ①在你的想象和现实生活中,哪些地方应该特别注意防爆炸?
②你知道哪些物质是易燃物?哪些物质是易爆物?
③易燃物和易爆物在生产、贮存、搬运时,要注意些什么问题?易燃物指的是那些易燃的气体和液体,容易燃烧、自燃或遇火可以燃烧的固体,以及一些可以引起其他物质燃烧的物质等。
易爆物指的是那些受热或受到撞击时容易发生爆炸的物质等。
注:常见的易燃易爆物有:硫、磷、酒精、液化石油气、汽油、氢气、乙快气、沼气、食油、面粉、柴草、秸轩等。
一些常见的消防标志 【联系实际】
许多工厂特别是化工厂,要求工人上班、来人参观都“不允许穿有铁钉的鞋子”。你知道是为什么吗?
夜间觉察到有煤气中毒的危险时,我们该怎么办呢?(2005年哈尔滨中考)某生产烟花爆竹的工厂,为了提高工人的防火意识,保证生产和生活的安全,想制定一个安全防火制度,请你利用所学知识帮他们提几点建议(答出三点即可)。
(1) ;
(2) ;
(3) ; ①禁止烟火。
②禁止穿化纤类衣服进人工厂。
③生产车间要注意保持良好通风。
④存放易燃物和易爆物时,不能堆放得过高过密,
堆与堆、堆与墙之间要留有一定距离的通道。
⑤存放易燃物和易爆物的仓库要做到人走电断,并
进行经常性的防火检查,以防止自燃或爆炸。
⑥在搬运易燃物和易爆物时,要轻拿轻放,不能
摔、砸或撞击等
⑦保障防火通道随时畅通等
(2004年福州中考题)下列图示中的灭火方法错误的是 ( )
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A B C D
(2005年北京海淀区中考题)北京的地铁站严禁携带、存放易燃品。为了提示人们注意,在地铁站张贴的图标应该是 ( )。
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(2005年江苏泰兴市中考题)用一块棉布手帕浸泡在盛有质量分数约为70%酒精的溶液中,待均匀湿透后取出。将浸透的手帕舒展开,用镊子夹住两角,用火点燃,如图所示。当手帕上的火焰熄灭后,手帕完好无损。对于这一现象,下面解释正确的是 ( )
A.这是魔术,你所看到的是一种假象
B.火焰的温度低于棉布的着火点
C.手帕上的水汽化、酒精挥发吸热,
使手帕的温度低于棉布的着火点
D.酒精燃烧后使棉布的着火点升高
(2004年南昌中考题)小明用右图所示装置探究可燃物燃烧的条件。他发现热水中的白磷熔化成一白色小液滴。不久,铜片上的白磷开始燃烧,而红磷及水中的白磷都不燃烧。请回答:
(1)可燃物燃烧需要同时满足的条件是:
(2)白磷具有的物理性质是 、 ;
(3)实验完毕,小明将烧杯中的热水慢慢倒出,水快倒完时,小明发现白磷刚露出水面就剧烈燃烧起来,请解释该现象

(4)通常保存少量白磷
的方法是 。
下列混合气体 遇到明火或加热时不可能引发爆炸的是( )
H2 和O2 B. N2和 O2
C. CO和空气 D. CO和 H2  燃烧、灭火与火灾自救(第1课时)
信达外国语学校 何静
教学目标:
1、了解燃烧的条件、了解灭火的措施
2、具有安全意识,了解火灾自救的一般方法
3、通过实验探究和小组讨论,培养学生主动与他人合作、交流的意识、探究精神
重点难点:燃烧的条件、灭火的措施
教学过程:
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新课引入: 2?16(正月初八)晚11:40分发生在临平的火灾――临平商业大厦火灾
引言:一篇关于火的文章中有这样一段话:“火在宇宙中永存,没有人时就有火,人类在其生产和生活的实践中认识火,用火、驾驭火……从而创造了高度文明的社会,火是创造万物的上帝,也是毁灭它们的死神,人们可要小心用火呀!”
学生自由发言:你认为火有哪些益处?又有哪些害处?
过渡:火给人类带来了光明和温暖,也带来了灾难,如何利用它有益的一方面,同时又如何防止它引起的灾难,这就需要我们知道,火是什么?它是在何种条件下发生的?灭火的原理又是什么?
新 授:
一、燃烧
实验:点燃火柴,观察火柴燃烧的现象――
火柴和氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应
⑴燃烧定义: 可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应
⑵探究燃烧的条件:
学生分组对手上的实验材料进行简单的分析,并利用手头的实验材料进行探究实验对假设进行验证。并由小组学生代表来简述本组的实验操作及所得出的结论。
教师演示实验:“可燃物燃烧条件的实验”(白磷的对比实验)
教师讲述:达到可燃物燃烧的最低温度称为着火点,如白磷的着火点为40℃,不同的物质的着火点不同。
学生结合实验讨论,并得出结论
结 论:燃烧需要1、可燃物2、助燃物(氧气)3、温度达到着火点(注缺一不可)
⑶燃烧现象:
结合上述实验现象,师生共同总结燃烧现象:
1、可燃物不同,性质不同,燃烧的现象不同;
2、可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈;
3、氧气的浓度越大,燃烧越剧烈。
⑷课堂巩固:
a. 物质燃烧应具备三个条件,香港教材中称之为“火三角”,
在三角形的三个顶点的括号中分别填写三个条件。
b. 在赤壁之战中,周瑜的军队点燃战船,熊熊燃烧的战船借助东风直冲
曹军的木船,使曹军的木船燃起大火。根据右图的“火三角”所示燃
烧的条件填写:曹军的木船由于与___充分接触而燃烧,从图中可
知,燃烧的条件是____________,在此所谓的“万事
具备,只欠东风”的意思是___________________。
c. 煤是一种常用的燃料,家庭用煤经过了从“煤球“到”蜂窝煤“的变化,
以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体,后来人们把煤粉加工成圆
柱体,并在圆柱体内打上一些孔(如右图)。请你分析一下这种变化的优
点是:__________________________。
过渡:在利用燃烧的同时,我们也应防止火灾给我们带来的危害,从我们对燃烧的了解中,你认为有哪些常用的灭火措施?
二、灭火的措施
⑴灭火措施:师生结合上述探究实验共同得出
1、撤离可燃物;
2、降温(温度降到着火点以下)――“降温法”;
3、隔绝氧气(使可燃物与氧气隔绝)――“覆盖法”;
⑵灭火知识应用:
讨论题:1.做菜时,油锅起火,该怎么办?
2. 你是如何熄灭酒精灯的?你是利用什么原理将酒精灯熄灭的?
3. 扑灭森林大火,有一种方法是设置隔离带,原理是什么?
4.高压水枪是如何将火扑灭的?电器和油着火时,可用水来灭火吗?
5.你知道最常见的灭火设施吗?它主要产生什么物质来灭火?
利用了它的哪些性质?
教师补充:当电器或油类着火时,不能用水来灭火,因为水会增加导电性,有些油类的密度比水小,用水灭火时,油浮于水面,助长火势。
⑶ 演示实验:用简易酸碱灭火器灭火
结 论:二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大,因此常用于灭火
⑷几种常用的灭火器:
课件演示:常用灭火器及其使用方法
过渡:虽然我们已经了解到了灭火的措施,但有时火灾还会发生,那么面对火灾,我们应该如何进行自救呢?
三、火灾自救
⑴课件演示:模拟火灾场景及火灾自救的正确方法
⑵介绍常见的消防安全标志:
--禁止烟火 --禁止燃放鞭炮 --禁止吸烟 --禁止放易燃物 --当心爆炸
--当心火灾 --火警报警电话 --紧急出口 --禁止阻塞
师:学习了灭火原理和灭火方法,了解了消防知识,但要明确,以防为主,以消为辅。要做到安全用火!并具有正确的火灾自救常识和措施。
课堂小结:
师:消防员同志,关于我们今天讨论的燃烧与灭火的知识,您认为是否合理?还需要补充的吗?同学们还有不明白的地方可以提出来……
消防员同志解答学生各种可能提出的问题……
作业: 1、作业本
    2、课后小制作:制作简易酸碱灭火器
第三章 粉尘爆炸
粉末状之可燃性固体在空气中以分散(悬浮)之状态存在时,与爆炸性混合气体相同,当供给热能时则起爆炸。以煤炭为例,粒子愈小表面积则大而对单位质量之燃烧速度则增大。
由上例粉末状之固体与空气混合物之爆炸称为粉尘爆炸。木材、淀粉、铝粉等粉尘以适当之比率使悬浮于空中时则呈易爆炸状态。不易挥发之液体如重油,倘以雾状悬浮于空气中时具有与固体粉尘相同之易爆状态。通常粉尘之爆炸物与混合气体之爆炸相比,粉尘爆炸压力之上升速度较缓,但最大压力则大约相等,惟爆炸压力之持续时间较长,是为特征。因此。粉尘爆炸力之破坏力相当大,倘含有金属或合金粒子时,其发热量更大,有时飞散后附着于周围之可燃物而引起另一场火灾。
第一节 粉尘粒子之大小与浮游浓度
粉尘常以大小不同之状态存在,但能悬浮于空气中为必要条件。通常可认为在100μm以下时则有爆炸之可能。虽然不像气体有明确之爆炸界限,但于单位体积中需存有一定量以上之粉尘时始能爆炸。支配悬浮之因素有蓄电性及水分之吸附性等。
各种粉尘之爆炸较气体,火药类为难,起爆所需之最小能量对气体。火药时为10-4~10-6Joul,粉尘则需10-2~10-3Joul。粉尘之爆炸界限不易测定,但通常之数字为25-45mg/L~80mg/L。
第二节 易爆炸之粉尘
农产品工厂在磨粉,干燥、筛选过程中易产生粉尘,其它如煤矿内之碳粉尘,加上矿内之甲烷也能形成爆炸条件。欧美之湿度较其它地区低,且易产生静电,粉尘爆炸之频率则高,台湾属于高温多湿地带,所以粉尘爆炸较少发生,依文献(16,20,21)湿度超过50%时可防止尘爆。
充分干燥之可燃物只要在空气中浮游状态存在时供应适当能量则有爆炸之可能。空气与粉尘混合物之爆炸难易受下列因素之影响;引燃温度,最小引燃能量,最低爆炸浓度,升压率(Rate of pressure rise),此等因素可当作粉尘爆炸分析指针(16,17,18)。易爆炸之粉尘例列于表13。
表13 易爆炸之粉尘
类 别
粉 尘 名 称
农产物
淀粉、棉花、稻谷、豆类
金属类
铝、镁、铁、锰、硅、钛、锌
塑料系
醋酸纤维、硝酸纤维、木质素树脂
酚树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、合成橡皮
其 他
煤炭、硫黄、木屑
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可燃性粉尘浮游在空气中倘有电气火花或高温固体存在时则有爆炸之可能。其原因与可燃性瓦斯或引火性液体之蒸气相同,属于空气(氧气)与粉尘粒子间之燃烧反应及混合气中有火焰传播现象所引起。
第三节 影响粉尘爆炸之因素
粉尘爆炸之难易、爆炸之强弱,着火之难易,由粉尘种类而差异甚大。
一、粉尘之化学性质
粉尘之化学结构及反应性与爆炸性有极大关系自不待言。如氧化反应产生之气体量之大小,燃烧热之大小,产生热量或气体之速度等均与爆炸之强度有关。热分解瓦斯量较大之有机药品或塑料粉尘,其它如具有高燃烧热之铝粉尘等爆炸威力则大。挥发成分小之碳粉只能燃烧而威力则小。农产物中灰分多或发热量少之矿物粉尘有相同之理由爆炸强度较弱。大部分之可燃性粉尘大多数属于混合组成其纯度不高,且化学结构不明者多,所以危险性非经自多方面加以分析否则不易预测。
二、粒径与粒度之分布
空气中之粉尘经过一段时间后会自然沈降,常被认为粒径在10μm至200μm间,但粉尘种类不同时理化性之差别则大,据此原因同一种粉尘依粒径之不同爆炸性有所差异。通常粒子愈小则易爆炸,强度亦强。因粉尘粒子之燃烧起自于粒子表面,产生之热量也被粒子本身之升温所消耗。比面积大之小粒子所消耗之热量少,所以产生之热对爆炸系之温度上升有帮助,于是成为易爆性。图10表示粉尘粒子大小与数种指针间之关系。
粉尘粒子之大小理之当然与悬浮性有关,粒径愈小悬浮时间则长,因沉降速度小在空气中维持爆炸性混合气之时间则长。

图10 喷雾状A1粉之粒子大小与爆炸指针之关系(25)
三、粒子之形状与表面之状态
粒子之形状及表面状态亦极为重要。如上述之比面积则含有粒子形状之因素,通常被称为形状系数对球状粒子而言最小数字为6,偏平状者其数字在50以上。依图11所示偏平粉尘之浓度增大时爆炸压力则增加。但球状粉尘达到0.5g/l后则压力有降低之趋势。某种粉尘在空气中其表面能被氧化者时间愈久则显示较难爆炸。
图11 Al粉尘之形状与爆炸压力(18,25)
第四节 粉尘之爆炸特性
一、粉尘之爆炸界限
爆炸在气体中无论用何种分散方法也无法达成粒子大小之均一化。因不像瓦斯等能均一化而得明确之实验结果。对粉尘则用浓度与爆炸可能率之关系以可能率之方式用数字表示其限界浓度,此数字经众多研究工作者多次实验而得。图12、13表示数种化学药品之粉尘爆炸可能率与下限之关系,自图中可知浓度低之粉尘较有规则性,浓度大者则相反。聚丙烯粉尘通过300目(mesh)略有筛选过者爆炸可能率相当一致,但通过50~100目之较大粒子爆炸危险性则降低。
图12 粉尘种类与爆炸下限(22) 图13粉尘粒度与爆炸下限之关系(25)
二、加入其它气体对爆炸界限之影响
粉尘-空气组合中加入不活性气体或燃性气体或氧气浓度之增减对爆炸界限有极大影响。氧气浓度增大,爆炸性高,当氧气浓度降低时爆炸性随之降低。聚乙烯及聚丙烯粉尘之爆炸界限与氧气浓度之关系依文献(22,23,24),在图中显示只要氧气浓度低于11%时虽然用能量大之火源也无法引爆。
图14 粉尘浓度与氧气浓度之关系
三、粒子形状,表面状态与发火之关系
粉尘发火温度之测定依云状粉尘与层状云层形态之不同需各别进行研究。云状粉产混入空气后通入一定温度之圆筒炉内观察是否起燃。粒子大小仍与发火温度有关,高浓度时粒子愈小发火温度愈低,但粒子数少时受辐射热之关系较易起燃,粒子大者易吸收热以致发火温度降低等事实,因此许多研究似难有一致性。
层状粉尘与高温物体经长时间接触时会有蓄热发火,其过程为先有闷烧再进展为全面燃烧,通常层下之温度较层面之温度为高,接触时间在2小时内能起闷烧时层表面之温度视为堆积粉尘之发火温度。
四、爆炸压力与压力上升速度
粉尘爆炸之防止可考虑抑制粉尘浓度在下限以下,消除火源,增加湿度,降低氧气浓度等,但上列各项方法均非容易达成。另一方面防止灾害之扩大则较易执行。例如当设计爆炸泄压装置时需考虑粉尘种类,粒子浓度、火源、空气流、氧气浓度、挥发成分。可燃性瓦斯浓度及灰分含量等因素。具有爆炸压力大,压力上升速度快等特性之强爆炸性粉尘及较缓慢爆炸之粉尘在燃烧后瓦斯组成差异则大。在图15中可知强爆炸性之粉尘产生大量CO为特征。加入约60%不活性粉尘时能抑制爆炸,用氮气稀释空气中之氧气时升至最高压力所需时间变长而成为缓慢燃烧。挥发性物含量与爆炸压力之关系示于图16。

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?
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《燃烧与灭火》说课教案(15分钟)
周庆玲
说教材
(1)教材的内容何地位
燃烧是初中学生接触最早的化学反应之一,并且与我们日常生活联系紧密,但这并不代表学生已经能够深刻认识燃烧这个化学反应,正因为这样,我们的教材专门设置了这个课题和章节,以期通过各种资料及探究性活动,让学生深刻了解燃烧的条件。以及由此生发出来的灭火原理。这节课从难度上讲并不算大,但要求充分调动起学生的积极性,让学生了解到利用燃烧可以造福人类,但使用不当也会给人类带来灾难,对学生进行基本的辨证唯物主义的教育。

(2)教学目标
知识目标
了解燃烧的三个条件
了解灭火的原理和主要方法
了解易燃易爆物品的安全防爆知识
能力目标
通过白磷燃烧的实验,使学生对燃烧的条件有初步的认识,在加以总结和归纳,并能够通过燃烧的条件推论出灭火的原理。
3)情感目标
让学生从小树立“燃烧使用得当可以造福人类,使用不当会给人类带来灾难”的辨证唯物主义的科学观。
教学的重难点
燃烧需要的三个条件
灭火的原理
说教法
这使一节公开课。采取的是多媒体结合演示实验的方法来授课的。
采用的基本方法是:
提出问题,提出假设,分析问题,探究实验,总结现象,得出结论和知识的巩固及应用。
总的来说是边讲边练边演示,让学生在问题中学习,在探究中学习。
说教学过程
提出问题,创设情景
活动与探究
以下将根据教学课件给予具体说明(附有课件)
说学法
这节课对知识和对学生能力的要求不算太高,很多地方止点到为止。
学生在这节课中能够通过多媒体、动画模拟实验,以及老师的亲身示范,使学生同时受到多种感官的刺激,还受到了辨证唯物主义科学观和爱国主义的感染,学生出现了很高的热情,反响也很热烈。
课件77张PPT。第七单元 燃料及其利用课题1 燃烧和灭火 在日常生活中,燃烧现象屡见不鲜。你能否列举一些日常生活中常见的燃烧现象? 你想过没有:发生燃烧的条件是什么? 请说出你的想法? 火是人类文明的摇篮,火给人类带来光明,火给我们的生活提供了热量,火把我们带进未知的世界。火也会给我们带来巨大的损失和灾难。2004年雅典奥运会场主火炬 燃烧给我们带来美好的生活:燃烧是把双刃剑 2003年10月15日,运载神州五号的火箭顺利升空。 2005年10月12日,运载神州六号的火箭顺利升空。 燃烧给我们带来美好的生活:燃烧是把双刃剑燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难:1987年5月发生的大兴安岭特大森林火灾使人民的生命财产遭受了巨大的损失。燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难: 2003年11月3日衡阳发生火灾,并引发楼房垮塌,致使20名消防官兵不幸罹难。燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难:2004年3月9日江西星子县发生森林大火美国9.11事件燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难: 2003年11月24日莫斯科人民友谊大学宿舍发生大火,导致至少28名外国留学生丧生,另有100人受伤。燃烧是把双刃剑 2001年 “9?11”事件中,纽约世贸中心被飞机撞击后起火燃烧,产生滚滚浓烟。燃烧也给我们带来灾难:燃烧是把双刃剑燃烧也给我们带来灾难: 飞机撞楼后燃烧的大火引起大楼坍塌。死亡近600人,3700多人失踪。人民的生命财产遭受了空前的浩劫。燃烧定义:
思考燃烧一定发光发热,发光发热一定是燃烧吗?可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应,叫做燃烧。1.有发热发光现象的一定是燃烧( )
2.燃烧时一定有发热发光的现象( )
3.燃烧时一定有火焰( )
4.燃烧的产物只有一种( )[判断正误]错错错对活动与探究一: 在500ml的烧杯中注入400ml热水,水中放入一小块白磷,烧杯上放一薄铜片,铜片一端放一小堆红磷,另一端放一小块吸干水的白磷,观察现象。 铜片上的白磷燃烧了,产生浓厚的白烟,铜片上的红磷没有燃烧,水中的白磷也没有燃烧 用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量氧气(或空气) ,观察现象。白磷在水下燃烧一、燃烧的条件燃烧的条件白磷在水下燃烧水火能容? 1、可燃物;
2、氧气(或空气);
3、达到燃烧所需要的最低温度
(也叫着火点)。 燃烧需要三个条件: 可燃物燃烧时,都需要一个最低温度,也就是着火点。着火点是物质的一种固有属性,不同物质的着火点是不同的。在通常状况下一些常见物质的着火点燃烧和灭火 小魔术——烧不坏的手帕实验用品:酒精灯、镊子、大烧杯、火柴、棉手
帕、酒精溶液。
实验步骤:用一块棉手帕在盛有酒精溶液的烧杯
中浸泡,待均匀湿透后取出。将浸透
的手帕舒展开,用镊子夹住两角在火
焰上点燃。当火焰熄灭后,观察现
象。
火焰熄灭后,手帕完好无损。 因为手帕上沾有酒精,我们所看到的是酒精在燃烧。在整个燃烧的过程中,对于手帕来说,由于酒精溶液中的水分蒸发需要吸收一定的热量,导致手帕并没有达到它的着火点,所以手帕并没有燃烧。 某同学取一段纱窗网上的细铁丝,在自己收集到的氧气中做“铁丝在氧气中燃烧的实验”,结果没有观察到“火星四射”的现象,请分析此实验失败的一种可能原因: 。【体验收获】 【分析】
本题可以从氧气的浓度、铁丝的情况、燃烧的条件等方面进行分析。【参考答案】
(1)从收集的氧气的情况来分析,如收
集到的氧气纯度太低;
(2)从铁丝的情况来分析,如铁丝生锈
或表面有油漆;
(3)从燃烧的条件来分析,如未达到铁
丝燃烧时所需要的最低温度(着火
点)。 生活中的许多物质和现象都可以用来说明燃烧所需的条件,下面请你根据所提供的物质自主设计实验来研究有关燃烧条件的问题。实验用品:
水、酒精、小木条、煤块、石块、棉花球、蜡烛、玻璃杯、镊子、酒精灯等(下面所提供的实验装置仅供参考,可根据具体情况进行补充或调整) 。1.两个小棉球,分别粘上水和酒精,然后用火柴点燃棉球2.取一小块木片,一个煤球,用火柴点燃3.把两张纸点燃后分别放入装有氧气和二氧化碳的 瓶子里面 几个生活中常见的实验【探索旅行】【探索日记】 火,让愚昧化作文明,使黑暗趋向光明!火的发现和利用,改善了人的生存条件,并使人类变得聪明而强大,推动人类历史向前发展。 但是火灾对人类的施孽却是非常严酷的。 据联合国 “ 世界火灾统计中心 ” (WFSC)近年来不完全统计,全球每年约发生600万至700万起火灾,全球每年死于火灾中的约有65000至75000人。按各大洲分别统计的数字如下: 加利福尼亚州森林大火烧毁的面积之大,持续时间之长是近十年来罕见的。
美国火灾情报中心说,去年美国森林火灾此伏彼起。到8月底,全国被烧毁的林木、灌木和野草面积达400多万英亩,比往年增加一倍以上。实验名称:蜡烛火焰熄灭方法的探究实验用品:
蜡烛、火柴、小刀、烧杯、湿抹布、
水、碳酸钠粉末、盐酸(碳酸钠和盐
酸反应能够生成二氧化碳)。 点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一个烧杯(A),将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向烧杯(C)中加适量碳酸钠和盐酸(碳酸钠和盐酸反应能够生成二氧化碳)。

(1)请根据实验现象填写下表:动手试一试:(1)请根据实验现象填写下表: 烛焰熄灭 烛焰燃烧 烛焰熄灭二氧化碳
灭火 接触空气 氧气耗尽1、用嘴对着燃烧的蜡烛用力吹气,结果蜡
烛熄灭了(降温至着火点下)。
2、向燃烧的蜡烛上浇水,结果蜡烛熄灭了
(降温至着火点以下)。
3、在点燃的蜡烛上方倒扣一只烧杯,由于
蜡烛燃烧不断地消耗氧气,当氧气量不
足时,蜡烛熄灭(隔绝氧气)。“蜡烛熄灭”的方法及原理:4、碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳气体,蜡烛熄灭(二氧化碳气体不能支持燃烧)。
5、剪去蜡烛的烛芯,或在蜡烛的下面截取其中的一大段,蜡烛很快熄灭(去除可燃物)。灭火原理:
1、清除可燃物或使可燃物与其他
物品隔离;
2、隔绝氧气(或空气);
3、使温度降低到着火点以下。火灾现场灭火模拟演示:Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑ 动手试一试:

同时点燃三根火柴,一根火柴头竖直向上,另一根火柴头竖直向下,还有一根火柴平放,比较三根火柴燃烧的情况是否相同,并分析其原因?趣味小实验:
用粗铜丝绕成一个内径比蜡烛直径稍小一点的线圈,圈与圈之间有1~2 mm空隙。点燃蜡烛,把铜丝制成的线圈从火焰上面罩下去,正好把蜡烛的火焰罩在铜丝圈里面,观察实验现象,并解释产生这种现象的原因。原因分析:

铜丝的导热性能好,当线圈从火焰上面罩下去时,蜡烛的温度降低到其着火点以下,导致蜡烛熄灭。 拓宽视野:为什么燃烧的蜡烛一吹就灭,而煤炉火用扇子扇,却扇越旺? 分析:
蜡烛燃烧放出的热量少,用嘴吹会使产生的热量随空气的流动而散失,温度降低到着火点以下,所以蜡烛熄灭。
在煤炉中燃料多,燃料燃烧时放出的热量多,扇风不会使煤炉的温度降低到着火点以下,而扇风时又使空气流通,补充了氧气,所以会越扇越旺。影响可燃物燃烧现象的因素分析:1、为什么碳、硫、磷在空气中燃烧现象不同?
2、为什么刨花、小木块比大木块好燃烧?同是木材,着火点不变,那么原因是什么?
3、为什么硫磺在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰?
因为薄的、小的可燃物与氧气的接触面积大,
所以燃烧的比较旺盛。因为物质的性质不同,燃烧的情况也会不同。因为物质燃烧的现象与氧气的浓度有关系。影响可燃物燃烧现象的因素:(1)可燃物的性质;
(2)可燃物与氧气的接触面积;
(3)氧气的浓度。 煤是一种常用的化石燃料,家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化,以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体,后来人们把煤粉加工成圆柱体,并在圆柱体内打上一些孔(如下图)。请你分析这种变化的优点
是: 。使煤与空气的接触面积增大,燃烧更为充分 【体验收获】 在赤壁之战中,周瑜的军队点燃战船,熊熊燃烧的战船借助东风直冲曹军的木船,使曹军的木船燃起大火。根据右图所示燃烧的条件填写:曹军的木船
是      ,木船燃烧
的条件是     、      。温度达到着火点 可燃物与氧气充分接触【经典战役回顾】 1854年5月30日,英国战舰“欧罗巴”号按照作战命令开始了远涉重洋的航行,它的船舱里结结实实地装满了供战马吃的草料。两个多月后,船舱突然冒出熊熊大火,大火迅速吞没了整艘战舰,片刻之间战舰便葬身海底,
全舰官兵、战马无一生
还。……战舰为什么会
失火呢? 【火灾之谜???】 一艘宏伟的战舰在大火的作用下付之东流,大家能够想象出全舰官兵、战马当时无比惨痛的情境,大火是多么的无情。那么,谁是“纵火犯”呢?草料竟然是“纵火犯”! 草料堆放太多、太久,由于与空气中的氧气发生缓慢的氧化反应,热量不断聚积,导致草料温度达到了着火点,从而进行自发燃烧。这种由缓慢氧化而引起的自发燃烧被称为“自燃”。谁是“纵火犯”呢? 在伊拉克战争中,美、英联军对伊拉克的军事目标进行了多轮狂轰滥炸,导致了附近的几百口油井被炸,大量石油向外喷射,燃烧造成冲天大火。 智力比拼: ⑴有的同学担心,如果熊熊大火烧到地壳内产生大量气体和巨大热量,可能会使地球爆炸,你认为这种担心必要吗?试说明理由。
由于地壳中缺氧,而燃烧需要氧气,所以火焰不可能燃烧到油井里去。 没有必要。智力比拼:
⑵如果当时委派你奔赴伊拉克,去扑
灭正在燃烧的油井,你认为下列措施不能
考虑用于油井灭火的是 。

A.设法阻止石油喷射
B.设法降低油井口温度
C.设法使火焰隔绝空气
D.设法降低石油着火点D 釜底抽薪(釜;指古代炊具,相当于现在的锅,薪:指柴火。) 这一成语与我们所学的化学知识有关。请简述其中的化学原理。燃烧需要可燃物,减少可燃物不利于燃烧 成语中的化学学完本课我们应该知道:
1、可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫做燃烧。
燃烧需要三个条件:① 可燃物;② 氧气(或空气); ③达到燃烧所需要的最低温度(也叫着火点)。
2、灭火的原理:①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离;②隔绝氧气(或空气);③使温度降低到着火点以下。
3、影响可燃物燃烧现象的因素: ①可燃物的性质;②可燃物与氧气的接触面积;③氧气的浓度。社会实践 :
请你通过询问他人、走访消防部门、查阅报刊杂志等方式,了解人们在日常生活和生产中通常采用的灭火方法,将调查结果填入下表,并与同学们交流,讨论。 在古代,人类就掌握了钻木取火的方法,如图所示,钻木头之所以能取火,可以用下面的三句话来解释:甲:木头内能增大,温度升高。乙:达到木头的着火点,使木头燃烧起来。丙:钻木头时克服磨擦做功。这三名话的正确顺序是( )
A、甲乙丙 B、丙甲乙
C、乙丙甲 D、甲丙乙 分析:
钻木头时克服磨擦做功,导致木头内能增大、温度升高。当木头的温度达到其着火点时,木头便燃烧起来。故B项正确。
如果在宇宙飞船上划燃火柴,火焰会立即熄灭,这是由于 ( )
A.氧气不够
B.在失重的情况下,空气不对流
C.宇宙飞船上温度低
D.达不到火柴的着火点B 用你所学的化学知识简明扼要地分析下列现象。
⑴易燃、易爆物的仓库管理员严禁穿化纤类服装。
⑵夏日午后,某家草垛突然起火,但现场无任何痕迹。
⑶可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧旺。 ⑴化纤类服装会因为相互摩擦带有静电,电火花可能导致易燃、易爆物燃烧或爆炸。
⑵夏日温度较高,草垛由于发生缓慢氧化而自燃。
⑶可燃物的燃烧现象与氧气浓度有关,氧气浓度越大,燃烧越旺。 炎热的夏日,某化学药品仓库突然起火,造成了人员伤亡和经济损失,经调查发现该仓库存放的白磷包装严重破损。试分析失火的原因。 分析:
由于白磷的着火点较低,暴露在空气中易发生缓慢氧化而使热量不能及时散失而越积越多,从而引起自燃。1、如果炒菜时锅里的油起火,怎么灭火?

2、如果酒精灯不慎撞倒引起酒精在桌上燃烧,
应如何灭火?盖上锅盖,隔绝空气而灭火。 用湿抹布扑盖,这样既可以让可燃物隔绝空气,又可以降低可燃物的温度,从而达到灭火的目的。【体验收获】 在生活实际中我们经常会遇到一些灭火的实例,试分析其灭火的原理:1.炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭;
2.堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭;
3.扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延
线路前的一片树木砍掉。
隔绝空气。降低温度到着火点以下。清除可燃物。 将下列灭火措施的标号填在各小题后的括号内:A、隔绝空气,B、移开可燃物,C、使可燃物的温度低于着火点
①油锅着火时,加上锅盖 ( )
②消防队员用冷水浇灭燃着的可燃物( )
③将沙土铺洒在燃烧的化学药品上 ( )
④草原着火时,在着火点周围割除草,打出防
火道 ( ) 因为白磷的着火点较低,只有40°C,暴露在空气中易发生缓慢氧化而引起自燃,保存在冷水中起隔绝空气的作用。少量白磷为什么要保存在冷水中? 为了保证乘客的安全,交通部门规定在乘车、船、飞机时严禁携带易燃易爆品、危险品和腐蚀性物品。下列物质中,旅客乘坐汽车、火车、飞机时,可以携带的是 (  )                    
A.白磷 B.汽油
C.雪碧饮料 D.浓硫酸燃烧和灭火 当高层楼房下层起火,火势凶猛无法扑灭时,可以选择哪些逃生措施?用湿毛巾堵住口鼻 匍匐前进寻找安全出口封闭门窗,等待救援迅速转移到阳台,用绳索下坠???? 燃烧和灭火 提出问题制定方案实验探究得出结论反思评价巩固运用再见! 点燃两支高度不同的蜡烛,再用一个透明的大烧杯倒扣住两支燃着的蜡烛。
⑴试分析大玻璃筒倒扣住两支蜡烛后,可以观察到的现象是什么?
从上至下,两支蜡烛依次熄灭。 原因是热的二氧化碳上升,从上至下逐渐充满大烧杯。 【趣味小实验】 ⑵根据上面所观察到的现象,你认为当高层建筑发生火灾时,应该如何逃生?应该贴地匍匐前行。 根据下面提供的实验器材,你能否设计一个实验来证明你的观点(请画出你的设计示意图 )?

实验器材:白磷、红磷、热开水、烧杯、薄铜片、酒精灯、镊子、药匙、火柴、滤纸。

(说明:白磷、红磷燃烧所需的最低温度分别为 40℃和240℃。)
实验方案:

往烧杯中注入一定量的热水,并放入一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,薄铜片一端放入一小块红磷,另一端放入一小块白磷,观察现象。 讨论: 1、观察到什么现象? 2、由上述实验中薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧的事实,说明燃烧需要什么条件? 铜片上白磷燃烧,而水中白磷、铜
片上红磷没有燃烧。物质燃烧需要达到一定的温度。 3、思考如何使铜片上的红磷燃烧起来? 给铜片上的红磷继续加热。 讨论: 4、由薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实,说明燃烧还需要什么条件? 5、思考如何使水中的白磷燃烧起来? 物质燃烧需要氧气。向水中通入氧气。课件26张PPT。1.两个小棉球,分别粘上水和酒精,然后用火柴点燃棉球2.取一小块木片,一个煤球,用火柴点燃3.把两张纸点燃后分别放入装有氧气和二氧化碳的 瓶子里面 几个生活中常见的实验2.磷的燃烧实验
2-1 在500毫升烧杯中注入400毫升
的热水,烧杯上罩一薄铜片
在水中放入一小块白磷,铜片两
端分别放入一小块白磷和红磷
2-2 用导管向热水中的白磷上通入
少量的氧气或空气
现象如何?说明什么?1几个生活中常见的实验取一小块木片,一个煤球,用火柴点燃把两张纸点燃后分别放入装有氧气和二氧化碳的 瓶子里面 沾酒精的棉球被点燃,沾水的没被点燃酒精是易燃物
水不是易燃物
木片更容易点燃,煤球不容易点燃木片点燃时所需的最低温度比煤的低放入氧气瓶中,纸片燃烧更旺,而放在二氧化碳瓶中的纸片熄灭氧气能支持燃烧,二氧化碳不支持燃烧2-1 红磷着火燃烧所需的最低温度比白磷的高
铜片上的白磷达到了它着火所需的最低温度,且与空气接触,所以燃烧
铜片上的红磷温度不够,水中白磷没有氧气助燃,所以都没有燃烧2-2 水中白磷与氧气充分接触,温度又达到了燃烧所需的最低温度,所以燃烧? 1.燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫做燃烧.
2燃烧需要三个条件:
(1)可燃物;
(2)氧气(或空气);
(3)达到燃烧所需的
最低温度(也叫着火点)。
1.同样是在纯氧中,硫和铁燃烧的现象有何不同?
2.比较硫在空气中和在纯氧中燃烧的现象和剧烈程度有何不同?
3.酒精灯火焰小的时候,老师用镊子将灯芯拨散,可使火焰增大,为什么?
请根据上述比较,归纳与燃烧现象相关的因素
(1)可燃物的性质 (内因)
(2) 氧气的浓度 (外因)
(3) 可燃物跟氧气接触的面积 (外因)在通常情况下一些物质的着火点白磷 红磷 木材 木炭 乙醇(酒精)
40 240 250-330 320-370 558灭火的原理是什么?
1把蜡烛熄灭的方法常是吹灭,那么它改变了燃烧的哪个条件?
2.实验酒精灯后,常用灯帽盖灭,为什么这样就把酒精灯熄灭了?
3.火灾时,消防员一般先把液化气罐或其他易燃物挪出现场为什么?
灭火原理:改变燃烧需同时满足的条件之一,火即可熄灭
1.隔绝空气或氧气
2.降低可燃物物质的温度在其着火点以下
3.挪离可燃物在着火区域以外或清除可燃物思考: 1、如果酒精灯不慎撞倒引起酒精在桌上
燃烧,应如何灭火?
2、如果炒菜时锅里的油起火,怎么灭火?
3、如果办公楼里的精密仪器、文件档案、 贵重物品的火灾如何扑灭? 爆炸:可燃物质在有限的空间内急剧地燃烧,在短时间内聚积了大量地热,气体体积迅速膨胀而引起爆炸,时迅速发生地变化过程(包括物理变化和化学变化)
易爆炸物品
天然气 煤气 液化石油气 汽油 酒精 面粉尘 棉纱尘煤粉注意事项:产生上述可燃物的场所,如煤矿的矿井、油库、纺织厂、面粉加工厂等,应标有“严禁烟火”“严禁吸烟”的字样或图标,避免与明火接触.并注意经常通风换气,防止发生爆炸事故
燃料的合理燃烧1、把煤炭磨成粉末,把柴油喷成雾状燃烧2、给锅炉鼓风,使燃料和空气保持合适的比例3、造高烟囱进行“拔风”4、给锅炉装上隔热层燃料的合理燃烧的意义——练习: 解释下列现象:用扇子扇炉子,炉子里的煤
会燃烧的更旺;而用扇子扇蜡烛,却一扇就灭。既可节约燃料,又可减少污染气体的排放,保护环境。一、可燃物燃烧的条件着火点——可燃物燃烧需达到的最低温度燃烧的条件与氧气接触温度达到着火点三个条件缺一不可灭火条件将可燃物与空气隔绝将可燃物的温度降到着火点以下三个条件或取其一,或同时用可燃物挪离可燃物最常用的灭火材料——H2O水作为灭火材料的优点是降低燃烧物的温度受热蒸发的水蒸气还可以隔绝空气其他灭火材料——CO2这个实验可以得出两点结论:1、二氧化碳既不能燃烧,也不支持燃烧。2、二氧化碳的密度比空气大酸、碱灭火器的灭火原理:内胆放盐酸溶液,外胆放碳酸钠溶液,用时,把灭火器倒过来,两种溶液混合,剧烈反应产生的气体使瓶内压强增大而从瓶口喷出。Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑若用碳酸氢钠代替碳酸钠,用硫酸代替盐酸,效果会更好。为什么?2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2CO2↑其他灭火器:泡沫灭火器——扑灭一般材料:木材、棉布的火灾干粉灭火器——扑灭油类和电器和气设备火灾液态二氧化碳灭火器——扑灭精密仪器、文件档案火灾1211灭火器——新型多功能灭火器命名原则:按氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)原子顺序及个数命名,末位的0可省略1211的化学式——FCl2BrI1301的化学式——FCl3I122的化学式——FCl2Br2氧化剧烈氧化——有剧烈的发光发热的氧化反应(燃烧、爆炸等)缓慢氧化——进行的非常缓慢,很不容易察觉的一些氧化反应(钢铁铁锈、食物腐败、橡胶老化)缓慢氧化也产生热自燃——缓慢氧化产生的热越积越多,达到可燃物的
着火点后引起的自发燃烧最易自燃的物质是——白磷练习:用缓慢氧化和自燃的知识解释下列现象:
1 “天火烧” 2“鬼火”稻草、秸杆等物质堆积不当,空气不流通,缓慢氧化产生的热越积越多,达到了稻草、秸杆的着火点而引起自燃。坟冢附近由于尸骨内PH3从松动的土壤中逸出,遇到氧气缓慢氧化达到PH3的着火点而引起自燃,火焰呈淡蓝色,只有晚上才能看到。城市煤气中的有效成分:H2、CO、CH4液化石油气的主要成分:C3H8、C4H10天然气的主要成分:CH4练习:1、写出 C4H10、CH4 的化学方程式 2、你能用几种方法鉴别 H2、CO、CH41 分别点燃,上方罩一个半边干燥,半边涂上石灰水的小烧杯……2 分别通入灼热的氧化铜后,再通过澄清石灰水……3 分别充入橡皮泡后升空……