Самовозгорание веществ и материалов

Рассмотрев вопрос возникновения горения в результате нагрева горючей смеси до их температуры самонагревания стоит обратить внимание на то, что в природе существует большое количество горючих веществ и материалов, температура самонагревания которых равна или ниже обычной температуры в помещениях. Так, алюминевая пудра при соприкосновении с воздухом способна окисляться и при этом самонагреваться до возникновения пламенного горения даже при температуре окружающего воздуха 10 ⁰С.

Такой процесс возгорания веществ и материалов получил название самовозгорание.

Согласно стандартам ГОСТ и СЭВ самовозгорание – это:

1) резкое увеличение скорости экзотермических процессов в веществе, приводящее к возникновению очага горения;

2) возгорание в результате самоинициируемых экзотермических процессов.

Самовозгорание как начальная стадия горения принципиально не отличается от самовоспламенения (см. рис. 2.4). Склонность веществ и материалов к самовозгоранию можно охарактеризовать как функцию теплоты сгорания соединения, скорости реакции окисления, теплопроводности, теплоёмкости, влажности, наличия примесей, объёмной плотности, удельной поверхности, теплопотерь и т. д. Самовозгоранием считается, если процесс самонагревания веществ и материалов происходит в интервале температур от 273 К до 373 К, т. е. при более низких температурах, чем при самовоспламенении.

Рис. 2.4. Схема возникновения горения

Температурой самонагревания называется самую низкую температуру вещества, при которой возникает его самонагревание, заканчивающееся самовоспламенением. Самовозгорающиеся вещества делят на три группы: масла, жиры и другие продукты растительного происхождения; самовозгорающиеся химические вещества; ископаемые горючие материалы.

Причиной самонагревания, приводящей к воспламенению, может быть ряд факторов: микробиологический процесс, адсорбция, полимиризация, теплота химических реакций. Условно самовозгорание классифицируют по начальным причинам самонагревания и различают: тепловое самовозгорание, микробиологическое и химическое самовозгорания (см. рис. 2.5).

Рассмотрим более подробно каждый вид самовозгорания.

Тепловое самовозгорание. Тепловым называется самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества, материала, смеси выше температуры самонагревания. Тепловое самовозгорание возникает при нагревании вещества до температуры, обеспечивающей его термическое разложение идальнейшее самоускоряющееся самонагревание за счет тепла экзотермических реакций в объеме горючего.

При этом большую роль играют реакции окисления продуктов термического разло­жения. Сам процесс протекает в форме тления в глубине мате­риала, которое затем переходит в пламенное горение на поверх­ности. К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, в частности масла и жиры, каменные угли и некоторые химические вещества. Самонагревание масел и жиров растительного, животного и минерального происхождения возникает в результате окислительных процессов под действием кислорода воздуха при развитой поверхности контакта с ними.

Минеральные масла – машинное, трансформаторное, соляровое и другие, которые получают при переработке нефти. Они представляют собой главным образом смесь предельных углеводородов и окисляются на воздухе только при высоких температурах. Отработанные минеральные масла, подвергавшиеся нагреву до высокой температуры, могут содержать непредельные соединения, которые способны к саморазогреву, т. е. могут самовозгораться.

Рис. 2.5. Схема развития процесса самовозгорания твердых веществ и материалов. Импульсы самонагревания (самовозгорания): 1 – тепловой, 2 – химический, 3 – микробиологический.

Растительные масла (хлопковое, льняное, подсолнечное и др.) и животные (сливочное, рыбий жир) по своему составу отличаются от минеральных. Они представляют собой смесь глицеридов жирных кислот: пальмитиновой С₁₅Н₃₁СООН, стеариновой C₁₇Н₃₅СООН, олеиновой С₁₇Н₃₃СООН, линолевой С₁₇Н₃₁СООН, линоленовой С₁₇ Н₂₉СООН и др. Пальмитиновая и стеариновая кислоты являются предельными, олеиновая, линолевая и линоленовая – непредельными.

Глицериды предельных кислот, а следовательно, масла и жиры, содержащие их в большом количестве, окисляются при температурах свыше 150 ⁰С, что означает следующее: они не способны самовозгораться (см. табл. 2.3). Масла, содержащие большое количество глицеридов непредельных кислот, начинают окисляться при температурах значительно ниже 100 ⁰С, следовательно, они способны самовозгораться.

Таблица 2.3.

Состав жиров и масел

Название жиров и масел	Глицериды кислот, % (масс.)
пальмитиновой и стеариновой	олеи-новой	лино-левой	линоле-новой
Жиры
Бараний
Говяжий
Свиной
Масла
Льняное
Подсолнечное
Хлопковое

Масла и жиры самовозгораются только при определённых условиях:

а) при наличии в составе масел и жиров значительного количества глицеридов непредельных кислот;

б) при наличии большой поверхности их окисления и малой теплоотдачи;

в) если жирами и маслами пропитаны какие-либо волокнистые горючие материалы;

г) промасленные материалы имеют определённую уплотнённость.

Различная способность растительных масел и животных жиров к самовозгоранию объясняется тем, что они содержат глицериды различного состава, строения и не в одинаковом количестве.

Глицериды непредельных кислот способны окисляться на воздухе при обычной температуре помещений за счёт наличия в их молекулах двойных связей:

Пероксиды легко разлагаются с образованием атомарного кислорода, который очень реакционноспособен:

Атомарный кислород взаимодействует даже с трудноокисляющимися компонентами масел.

Одновременно с окислением протекает и реакция полимеризации непредельных соединений:

Процесс идёт при низкой температуре с выделением тепла. Чем больше глицерид имеет двойных связей, тем больше он присоединяет молекул кислорода, тем больше выделяется тепла в процессе реакции, тем больше его способность к самовозгоранию.

О количестве глицеридов непредельных кислот в масле и жире судят по йодному числу масла, т. е. по количеству йода, поглощённому 100 г масла. Чем выше йодное число, тем большая способность этого жира или масла к самовозгоранию (см. табл. 2.4).

Самое большое йодное число имеет льняное масло. Волокнистые материалы, пропитанные льняным маслом, при всех прочих одинаковых условиях самовозгораются быстрее, чем материалы, пропитанные другими маслами. Олифы, приготовленные на основе растительных масел, имеют меньшее йодное число, чем основа, но способность к самовозгоранию у них выше.

Это объясняется тем, что в олифу добавляется сиккатив, ускоряющий её высыхание, т. е. окисление и полимеризацию. Полунатуральные олифы, представляющие собой смеси окисленного льняного или других растительных масел с растворителями, имеют небольшие йодные числа и мало способны к самовозгоранию. Синтетические олифы совершенно не способны самовозгораться.

Таблица 2.4.

Иодные числа жиров и масел

Жиры	Масла
Бараний	31-46	Касторовое	82-86
Свиной	42-66	Хлопковое	100-120
Тюлений	122- 162	Соевое	114-139
Моржовый		Подсолнечное	127-136
Олеиновая кислота, техническая	80-115	Конопляное	145-167
Льняное	175-192

Жиры рыб и морских животных имеют высокое йодное число, но обладают незначительной способностью к самовозгоранию. Это объясняется тем, что в их составе присутствуют продукты, замедляющие процесс окисления.

Способность промасленных материалов к самовозгоранию увеличивается с присутствием в них катализаторов, ускоряющих процесс окисления и полимеризацию масел. Повышение температуры окружающей среды также способствует ускорению этих процессов. Катализаторами для самовозгорания масел являются соли различных металлов: марганца, свинца, кобальта. Наиболее низкая температура, при которой на практике наблюдали самовозгорание масел и жиров, составляла 10-15 ⁰С.

Индукционный период самовозгорания промасленных материалов может составлять от нескольких часов до нескольких дней. Это зависит от объёма промасленного материала, степени его уплотнения, вида масла или жира и их количества, температуры воздуха и других факторов.

Ископаемые угли (каменный, бурый), которые хранятся в кучах или штабелях, способны самовозгораться при низких температурах. Основными причинами самовозгорания является способность углей окисляться и адсорбировать пары и газы при низких температурах. Процесс окисления в угле при низких температурах идёт достаточно медленно и тепла выделяется мало. Но в больших скоплениях угля теплоотдача затруднена, и самовозгорание угля всё же происходит. Самонагревание в штабеле угля первоначально происходит во всём объёме, исключая только поверхностный слой толщиной 0,3-0,5 м, но по мере повышения температуры оно приобретает очаговый характер.

Рост температуры в очаге самовозгорания до 60 ⁰С идёт медленно и может прекратиться при проветривании штабеля. Начиная с 60 ⁰С, скорость самонагревания резко увеличивается, такая температура угля называется критической. Склонность углей к самовозгоранию в штабелях различна, она зависит от количества выхода из них летучих веществ, от степени измельчения, присутствия влаги и пирита. Согласно нормам хранения все ископаемые угли по их склонности к самовозгоранию делятся на две категории: А – опасные, Б – устойчивые.

К категории А относят бурые и каменные угли, за иск­лючением марки Т, а также смеси разных категорий. Наиболее опасны в отношении самовозгорания уг­ли марок ОС (кузнецкие), Ж (ткварчельские), Г (ткибульские), Д (печерские, кузнецкие и донецкие), Б (райчихинские, украинские, ленировские, ангренские и др.). Эти угли нельзя хранить долго. К категории Б относят антрацит и каменные угли мар­ки Т. Устойчивы при длительном хранении все антрациты и угольные брикеты, угли марок Т (донецкие, кузнецкие), Ж (печерские и сучанские), Г (сучанские), Д (чернеховские).

Для предотвращения самовозгорания углей при хранении нормами установлено:

1) ограничение высоты штабелей угля;

2) уплотнение угля в штабеле с целью ограничения доступа воздуха во внутренний объём штабеля.

Выполнение этих мероприятий сводит к минимуму скорость процессов окисления и адсорбции, рост температуры в штабеле, препятствует проникновению в штабель атмосферных осадков и естественно снижает возможность самовозгорания.

Также к тепловому самовозгоранию имеют склонность многие химические вещества. Сульфиды железа FeS, FeS₂, Fe₂S₃ способны самовозго­раться, поскольку могут реагировать с кислородом воздуха при обычной температуре с выделением большого количест­ва тепла:

FeS₂ + О₂ → FeS + SO₂ + 222,3 кДж.

Отмечены случаи самовозгорания пирита или серного колчедана (FeS₂) на складах сернокислотных заводов, а также в рудниках. Самовозгоранию пирита способствует влага.

Предпо­лагается, что реакция в этом случае протекает по сле­дующему уравнению:

2FeS₂ + 7,5О₂ + Н₂О → Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2771 кДж.

При образовании железного купороса объем увеличива­ется и происходит растрескивание пирита и его измель­чение, что благоприятствует процессу самовозгорания.

Сульфиды FeS и Fe₂S₃ образуются в емкостях для хранения нефтепродуктов, горючих газов и в аппарату­ре различных производств, где имеются примеси серо­водорода. В зависимости от температуры образование сульфидов железа протекает различно. Если температу­ра выше температуры диссоциации сероводорода, т. е. выше 310 ⁰С, сульфиды железа образуются при взаимо­действии железа с элементарной серой, получившейся в результате разложения сероводорода или других серни­стых соединений.

Элементарная сера может также по­лучиться в результате окисления сероводорода, и тогда образование сернистого железа происходит по следую­щим реакциям:

2H₂S + О₂ →2Н₂О + 2S,

Fe + S → FeS.

При температурах ниже 310 ⁰С сульфиды железа в производственной аппаратуре образуются в результате воздей­ствия сероводорода не на железо, а на продукты его коррозии:

2Fe(OH)₃ + 3H₂S → Fe₂S₂ + 6Н₂О.

Все пожары в производственной аппаратуре, возник­шие в результате самовозгорания сульфидов железа, происходили после освобождения аппаратуры от храни­мого или обрабатываемого в ней продукта.

Например, на нефтеперегонном заводе, перерабатывающем сернистую нефть, была поставлена на ремонт бензиновая ректификационная колонна. При вскрытии люка на стенках колонны и тарелках был обнаружен слой сульфида железа. Быстрая подача пара в колонну позволила предотвратить окисление и самовозгорание сульфида же­леза. Как видно, сульфид железа в колонне образовался уже давно, но из-за отсутствия воздуха окисление не протекало.

Самовозгорание сульфидов железа в производствен­ной аппаратуре предотвращают следующими методами: очисткой от сероводорода обрабатываемого или хранимого продукта, антикоррозийным покрытием внутренней поверхности аппаратуры, продуванием аппаратуры па­ром или продуктами сгорания для удаления горючих паров и газов, заполнением аппаратуры водой и медленным спуском ее, что ведет к окислению сульфида без ус­корения реакции.

Фосфор белый (желтый), фосфористый водород (фосфин), водородистый кремний (силан), цинковая пыль, алюминиевая пудра, карбиды щелочных металлов, суль­фиды металлов – рубидия и цезия, арсины, стибины, фосфины, сульфоуголь и другие вещества также способны окисляться на воздухе с выделением тепла, за счет ко­торого реакция ускоряется до горения. Некоторые из перечисленных веществ способны самовозгораться очень быстро после соприкосновения с воздухом, другие же – через длительный промежуток времени.

Например, фосфор белый (желтый) интенсивно окисляется при температуре помещений, поэтому быстро самонагревает­ся и загорается с образованием белого дыма:

4Р + 5О₂ → 2Р₂О₅ + 3100,6 кДж.

При смачивании раствором фосфора в сероуглероде горючих веществ происходит испарение сероуглерода; остающийся на поверхности тонкий слой фосфора быстро окисляется и самовозгорается. В зависимости от кон­центрации раствора смоченные им вещества самовозго­раются через различные промежутки времени.

Хранить и резать фосфор следует под водой, так как на воздухе он может воспламениться от теплоты трения, причем белый фосфор очень ядовит.

Некоторые металлы, металлические порошки, пудры способны самовозгораться на воздухе за счет тепла, вы­деляющегося при реакции окисления. Из металлов в компактном состоянии этой способностью обладают ру­бидий и цезий, из металлических пудр – алюминиевая пудра и др. Для предотвращения самовозгорания алю­миниевой пудры ее приготовляют в среде инертного газа и затем перетирают с жирами, пленка которых предох­раняет пудры от окисления. Известны случаи, когда алюминиевая пудра под действием растворителя или на­гревания обезжиривалась и самовозгоралась.

Карбиды щелочных металлов К₂С₂, Na₂C₂, Li₂С₂ са­мовозгораются не только на воздухе, но даже и в ат­мосфере СО₂ и SO₂.

К самовозгоранию на воздухе способны также диэтиловый эфир и скипидар. Диэтиловый эфир при длитель­ном соприкосновении с воздухом на свету способен об­разовывать перекись диэтила (С₂Н₅)О₂, которая при ударе или нагревании до 75 ⁰С разлагается со взрывом и воспламеняет эфир. Скипидар также может самовозго­раться, если им смочены волокнистые материалы. При­чина самовозгорания – способность скипидара окислять­ся на воздухе при низких температурах. Известен случай самовозгорания ваты, смоченной скипидаром. Такой ва­той смывали масляную краску с декорации. Ночью вата, собранная в одном месте, самовозгорелась. Известны также случаи самовозгорания мха, смоченного скипида­ром.

Сульфоуголь, находясь в бумажных мешках, уложен­ных в штабель, способен самовозгораться. Были случаи его самовозгорания в первые 2-3 дня после укладки мешков в штабель.

Микробиологическое самовозгорание. Микробиологическим называется самовозгорание, возникающее в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества, материала, смеси. К таким веществам относятся торф (в основном, фрезерный), растительные материалы: сено, клевер, силосная масса, солод, зерновые культуры, хлопок, скопление древесных опилок и подобные им материалы.

Особенно подвержены самовозгоранию недосушенные материалы. Влага и тепло способствуют размножению микроорганизмов в массе этих материалов уже при 10-18 ⁰С. Вследствие плохой теплопроводности растительных материалов выделяющееся при гниении тепло идёт на разогрев гниющего материала, температура его повышается и может достичь 70 ⁰С. Микроорганизмы при такой температуре погибают, однако повышение температуры в материале не прекращается, так как некоторые органические соединения в это время уже обугливаются.

Образующийся при этом пористый уголь имеет свойство адсорбировать пары и газы, что сопровождается выделением тепла. В случае малой теплоотдачи уголь нагревается до начала процесса окисления и температура растительных материалов повышается, достигая 200 ⁰С. Это приводит к разложению клетчатки и дальнейшему обугливанию массы. Процесс окисления пористого угля интенсифицируется, в результате чего температура растёт и возникает горение.

При увлажнении растительного сырья как при нормальной, так и повышенной температурах выделяются газы, в том числе и горючие. Так, при промачивании растительного сырья водяным паром или водой, при тушении горящего продукта начинается выделение СО, СН₄, Н₂ в количествах, значительно превышающих НКПРП для каждого из этих газов. Поэтому использование для подавления очагов горения растительного сырья в силосах и бункерах только воды или пара может привести к взрыву хранилищ.

Химическое самовозгорание. Химическим называется самовозгорание, возникающее в результате химического взаимодействия веществ. Химическое самовозгорание возникает в месте контакта взаимодействующих веществ, реагирующих с выделением тепла. В этом случае самовозгорание наблюдается обычно на поверхно­сти материала, а затем распространяется вглубь. Процесс самонагревания начинается при температурах ниже 50 ⁰С. Некоторые химические соединения склонны к самонагреванию в результате контакта с кислородом воздуха и другими окислителями, друг с другом и водой. Причиной самонагревания является их высокая реакционная способность.

Вещества, самовозгорающиеся при контакте с окис­лителями. Многие вещества, в основном органические, при смешении или соприкосновении с окислителями спо­собны самовозгораться. К окислителям, вызывающим самовозгорание таких веществ, относятся: кислород воздуха, сжатый кисло­род, галогены, азотная кислота, перекись натрия и ба­рия, перманганат калия, хромовый ангидрид, двуокись свинца, селитры, хлораты, перхлораты, хлорная известь и др. Некоторые из смесей окислителей с горючими ве­ществами способны самовозгораться только при воздей­ствии на них серной или азотной кислоты или при ударе и слабом нагревании.

Самовозгорание на воздухе. Некоторые химические соединения склонны к самонагреванию в результате контакта с кислородом воздуха. Причиной самовозгорания служит их высокая реакционная способность в контакте с другими соединениями. Поскольку этот процесс происходит большей частью при комнатных температурах, его также относят к самовозгоранию. На самом деле, заметный процесс взаимодействия компонентов наблюдается при значительно более высоких температурах, и поэтому в качестве температурного показателя пожарной опасности таких веществ приводят их температуру самовоспламенения. Например, алюминиевая пудра самовозгорается на воздухе. Однако реакция образования окиси алюминия протекает при 913 К.

Сжатый кислород вызывает самовозгорание веществ (минерального масла), которые не самовозгораются в кислороде при нормальном давлении.

Хлор, бром, фтор и йод чрезвычайно активно соеди­няются с некоторыми горючими веществами, причем реакция сопровождается выделением большого количества тепла, что приводит к самовозгоранию веществ. Так, ацетилен, водород, метан и этилен в смеси с хлором самовозгораются на свету или от света горящего магния.

Если указанные газы присутствуют в момент выделения хлора из любого вещества, самовозгорание их происходит даже в темноте:

С₂Н₂ + С1₂ → 2НС1 +2С,

СН₄ + 2С1₂ → 4НС1 + С и т. д.

Нельзя хранить галогены вместе с легко воспламе­няющимися жидкостями. Известно, что скипидар, рас­пределенный в каком-либо пористом веществе (в бумаге, ткани, вате), самовозгорается в хлоре.

Пары диэтилового эфира могут также самовозгораться в атмосфере хлора:

С₂Н₅ОС₂Н₅ + 4С1₂ → Н₂О + 8НС1 + 4С.

Красный фосфор моментально самовозгорается при соприкосновении с хлором или бромом.

Не только галогены в свободном состоянии, но и их соединения энергично вступают в реакцию с некоторыми металлами. Так, взаимодействие четыреххлористого эта­на C₂H₂CI₄ с металлическим калием происходит со взры­вом:

С₂Н₂С1₄ + 2К → 2КС1 + 2НС1 + 2С.

Смесь четыреххлористого углерода СС1₄ или четырех-бромистого углерода со щелочными металлами при на­гревании до 70 ⁰С взрывается.

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, по­этому является сильным окислителем, способным выз­вать самовозгорание ряда веществ.

4HNO₈ → 4NO₂ + О₂ + 2Н₂О.

При соприкосновении с азотной кислотой самовозго­раются скипидар и этиловый спирт.

Растительные материалы (солома, лен, хлопок, древесные опилки и стружки) самовозгораются, если на них попадет концентрированная азотная кислота.

При соприкосновении с перекисью натрия способны самовозгораться следующие горючие и легковоспламе­няющиеся жидкости: метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, изоамиловый и бензиловый спирты, этиленгликоль, диэтиловый эфир, анилин, скипидар и уксусная кислота. Некоторые жидкости самовозгорались с перекисью натрия после введения в них небольшого количества воды. Так ведут себя уксусноэтиловый эфир (этилацетат), ацетон, глицерин и изобутиловый спирт.

Началом реакции служит взаимодействие воды с пере­кисью натрия и выделение при этом атомарного кисло­рода и тепла:

Na₂O₂ + Н₂О → 2NaOH + О.

Атомарный кислород в момент выделения окисляет горючую жидкость, и она самовозгорается. Порошок алюминия, опилки, уголь, сера и другие вещества в смеси с перекисью натрия моментально самовозгораются от попадания на них капли воды.

Сильным окислителем является перманганат калия КМnО₄. Его смеси с твердыми горючими веществами крайне опасны. Они самовозгораются от действия кон­центрированных серной и азотной кислот, а также от удара и трения. Глицерин С₃Н₅(ОН)₃ и этиленгликоль С₂Н₄(ОН)₂ самовозгораются в смеси с перманганатом калия через несколько секунд после смешения.

Сильным окислителем является также хромовый ангидрид. При попадании на хромовый ангидрид самовозгораются следующие жидкости: метиловый, этиловый, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты; уксус­ный, масляный, бензойный, пропионовый альдегиды и паральдегид; диэтиловый эфир, этилацетат, амилацетат, метилдиоксан, диметилдиоксан; уксусная, пеларгоновая, нитрилакриловая кислоты; ацетон.

Смеси селитр, хлоратов, перхлоратов способны само­возгораться при действии на них серной, а иногда азот­ной кислоты. Причиной самовозгорания является выде­ление кислорода под действием кислот.

При действии серной кислоты на бертолетову соль происходит следу­ющая реакция:

H₂SO₄ + 2КСlO₃ → K₂SO₄ + 2НСlO₃.

Хлорноватая кислота малоустойчива и при образова­нии распадается с выделением кислорода:

2НСlO₃ → 2НС1 + 3О₂.

Карбиды щелочных металлов К₂С_2, Na₂C₂, Li₂C₂ самовозгораются не только на воздухе, но даже и в атмосфере СО_2, SO₂.

Например, карбид кальция Са₂С при контакте с водой выделяет горючий газ ацетилен С₂Н_2, который в смеси с воздухом возгорается в результате того, что нагревается теплом, выделившимся в ходе реакции, Т_св ацетилена равна 603 К.

Вещества, самовозгорающиеся при контакте с водой. К этой группе материалов относятся калий, натрий, ру­бидий, цезий, карбид кальция и карбиды щелочных ме­таллов, гидриды щелочных и щелочноземельных метал­лов, фосфиды кальция и натрия, силаны, негашеная из­весть, гидросульфид натрия и др.

Щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и це­зий – взаимодействуют с водой с выделением водорода и значительного количества тепла:

2Na + 2Н₂О → 2NaOH + Н₂,

2К + 2Н₂О → 2КОН + Н₂.

Выделяющийся водород самовоспламеняется и горит сов­местно с металлом только в том случае, если кусок ме­талла по объему больше горошины. Взаимодействие ука­занных металлов с водой иногда сопровождается взры­вом с разбрызгиванием расплавленного металла. Так же ведут себя гидриды щелочных и щелочноземельных металлов (КН, NaH, CaH₂) при взаимодействии с не­большим количеством воды:

NaH + Н₂О → NaOH + Н₂.

При взаимодействии карбида кальция с небольшим количеством воды выделяется столько тепла, что в при­сутствии воздуха образующийся ацетилен самовозгора­ется. При большом количестве воды этого не происходит. Карбиды щелочных металлов (например, Na₂C₂, K₂C₂) при соприкосновении с водой взрываются, причем метал­лы сгорают, а углерод выделяется в свободном состоя­нии:

2Na₂C₂ + 2Н₂О + О₂ → 4NaOH + 4С.

Фосфид кальция Са₃Р₂ при взаимодействии с водой об­разует фосфористый водород (фосфин):

Са₃Р₂ + 6Н₂О → 3Са(ОН)₂ + 2РН₃.

Фосфин РН₃ является горючим газом, но самовозгорать­ся не способен. Совместно с РН₃ выделяется некоторое количество жидкого Р₂Н₄, который способен самовозго­раться на воздухе и может быть причиной воспламене­ния РН₃.

Силаны, т. е. соединения кремния с различными ме­таллами, например Mg₂Si, Fe₂Si, при действии воды вы­деляют водородистый кремний, самовозгорающийся на воздухе:

Mg_aSi + 4Н₂О → 2Mg(OH)₂ + SiH₄,

SiH₄ + 2О₂ → SiO₂ + 2Н₂О.

Перекись бария и перекись натрия хотя и взаимо­действуют с водой, но горючих газов при данной реакции не обра­зуется. Горение может возникнуть, если перекиси сме­шаны или соприкасаются с горючими веществами.

Оксид кальция (негашеная известь), реагируя с не­большим количеством воды, разогревается до свечения и может поджечь соприкасающиеся с ней горючие ма­териалы.

Гидросульфит натрия, являясь влажным, энергично окисляется с выделением тепла. В результате этого происходит самовозгорание серы, образующейся при распа­де гидросульфита.

Таким образом, самовозгорание и самонагревание горючих смесей, веществ и материалов, которые протекают при низких температурах, имеют ту же природу, что и самовоспламенение, но вследствие своей большей распространенности служат причиной пожаров гораздо чаще, чем самовоспламенение.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем особенности тепловой теории горения?

2. В чем особенности цепной теории горения?

3. От чего зависит скорость выделения тепла при горении?

4. Каким уравнением описывается скорость горения?

5. От каких параметров зависит количество отводимого тепла?

6. При каком условии возможно самовоспламенение?

7. Что называется температурой самовоспламенения?

8. Что представляет собой индукционный период самовоспламенения?

9. От каких факторов зависит температура самовоспламенения?

10. Что называется воспламенением?

11. Что может служить источником воспламенения?

12. В чем отличие тления и пламенного горения?

13. Что называется температурой самовозгорания?

14. Каковы особенности теплового самовозгорания?

15. Каковы особенности химического самовозгорания?

16. Как происходит самовозгорание жиров и масел?

17. Что характеризует йодное число?

18. Каковы особенности микробиологического самовозгорания?

19. Что необходимо для предотвращения самовозгорания угля?

20. В чем сходство и отличие развитие процесса воспламенения и процесса самовоспламенения?