Минимальная энергия зажигания, зависимость ее от некоторых параметров, практическое применение

Минимальная энергия зажигания Е_min - это наименьшее значение электрического разряда, способного воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь горючего газа, пара или пыли с воздухом.

Минимальная энергия зажигания - один из показателей пожарной опасности веществ, применяется при разработке мероприятий по пожаровзрывобезопасности и электростатической искробезопасности технологических процессов с обращающимися горючими газами, жидкостями и пылями. Эти мероприятия касаются выбора взрывобезопасного электрооборудования, материалов, условий их безопасной эксплуатации и т.д.

Минимальная энергия зажигания зависит от множества различных параметров. Она определяется экспериментально (см. ГОСТ 12.1.044).

Зависимость энергии зажигания от концентрации горючего имеет параболический характер. Так, например, у алканов каждая кривая имеет минимум, причем Е_min в гомологическом ряду с увеличением молекулярной массы вещества снижается.

Е_min зависит от химической природы вещества. Например, для смесей с воздухом ряда веществ она имеет следующие значения:

Вещество Емин, мДж Вещество Емин, мДж

Водород 0,019 Сера 0,30

Ацетилен 0,019 Алюминий 0,50

Диэтиловый эфир 0,19 Оксид углерода 8,0

Метан 0,33 Пшеничная пыль 20,0

Этан 0,27 Сахар 10,6

Пропан 0,35 Стеариновая кислота 25,0

Н₂ + Сl₂ ® 2НСl + Q.

Характерной особенностью горения углеводородов в хлоре является выделение значительных количеств чистого углерода в виде копоти.

Многие металлы и неметаллы самовозгораются в среде галогенов. При этом образуется соответствующий галогенид и выделяется большое количество теплоты. Некоторые органические галогенпроизводные взрываются при контакте со щелочными металлами, например, тетрахлорэтан.

Пероксид водорода Н₂О₂ - сильный окислитель, обычно выпускается в виде 30 % раствора в воде (пергидроль). Нестойкое соединение, легко разлагается в присутствии следов тяжелых металлов (меди, железа, марганца, металлов группы платины и других) и их ионов с выделением атомарного кислорода. При концентрациях 65 % и выше перекись водорода вызывает самовозгорание многих горючих веществ: бумаги, древесных опилок, ветоши, спиртов и др.

Азотная кислота HNO₃ - сильный окислитель. Концентрированная азотная кислота энергично действует на многие металлы и неметаллы. Органические вещества (солома, бумага, древесные опилки и стружки, уголь, масла, скипидар, этиловый спирт и др.) при ее воздействии разрушаются и воспламеняются.

Соли азотной кислоты (нитраты, селитры) менее активны, чем азотная кислота. Из них наиболее широко применяются калиевая КNО₃, аммиачная NH₄NO₃ и натриевая NaNO₃ селитры, главным образом в качестве минеральных удобрений и компонентов промышленных взрывчатых веществ. Смеси селитры со многими порошкообразными горючими материалами (серой, древесным углем, сажей и др.) взрываются при нагревании, от удара и трения с выделением большого количества раскаленных газов.

Марганцевокисый калий КМnO₄ вызывает самовозгорание многоатомных спиртов (этиленгликоля, глицерина и т.д.). При взаимодействии его с аммиачной селитрой образуется очень чувствительный к нагреванию, удару и трению перманганат аммония NH₄MnO₄.

Хромовый ангидрид СrO₃ - очень сильный окислитель. При контакте с ним возгораются все классы кислородсодержащих органических соединений: спирты, эфиры, кислоты и др.

Хлораты и перхлораты - соли соответствующих хлоркислородных кислот: хлорноватой НсlO₃ и хлорной НClO₄. Хлораты и перхлораты (гипохлориты) относятся к сильнейшим окислителям, по своему поведению аналогичны селитрам.

Рассмотренный перечень веществ, естественно, далеко не полный, количество их неизмеримо больше. Более полная информация об этих, а так же о пожароопасных свойствах других веществ содержится в учебной справочной и специальной литературе.