Самозаймисті речовини і суміші

Самозаймання - поширений процес, притаманний дуже багатьох речовин. Зазвичай самозаймання речовин відбувається при досягненні певної температури, яка називається температурою самозаймання. Але існують речовини і суміші здатні самозапалившись і при кімнатній (і навіть нижче) температурі без впливу видимого джерела тепла. Такі реакції виглядають досить ефектно.

Механізм роботи таких сумішей - самоускоряющіхся екзотермічна реакція протікає із запаленням суміші. Внаслідок цього, час займання таких сумішей залежить від зовнішньої температури (чим вона вище, тим часом займання менше). Зі зрозумілих причин зберігання готових сумішей не рекомендується. При дуже високій швидкості розвитку процесу самозаймання можуть бути отримані і самодетонірующіе суміші (наприклад, суміш алюмінієвого пилу, вугілля і перекису водню або суміш нітрату амонію з перманганатом калію), але через їх примхливого поведінки показувати досліди з їх застосуванням або навіть готувати такі суміші не рекомендується! Слід мати на увазі, що самовоспламеняющаяся суміш може образоват і тоді коли цього не очікує і сам експериментатор. Для їх виникнення підходить практично будь-яка екзотермічна реакція проходить у відсутності або при мінімальній кількості розчинника. Наприклад, описаний випадок самозаймання суміші сульфату міді з порошком заліза і тирсою.

За швидкістю займання речовини і суміші можна розділити на: легкозаймисті негайно (1-2 секунди після змішування реагентів), займисті через нетривалий час (0,1-5 хвилин після змішування реагентів) і займисті через тривалий час (більше 5 хвилин після змішування реагентів) . Слід зауважити, що ця класифікація дуже умовна, внаслідок сильної залежності часу займання від зовнішніх умов (склад суміші, температура повітря, вологість повітря і реагентів, їх концентрація). Більшість сумішей і речовин спалахують негайно після змішування або потрапляння на повітря.

За умовами займання речовини і суміші можна розділити на кілька груп:

1. Речовини і суміші займисті в парах або газах відмінних від повітря.
Таких речовин і сумішей дуже багато, наприклад:
Всі органічні речовини, метали, неметали і багато сполук в газоподібному фтор, трехфтористого хлоре, фториді кисню, діоксідіфторіде самовоспламеняются. Зокрема можна спостерігати самозаймання злегка підігрітої води в фтор, скла в трехфтористого хлоре.
У газоподібному хлорі самовоспламеняются: порошок сурми (горить красивими білими іскорками), червоний і білий фосфор, скипидар на розвиненій поверхні (наприклад на ваті).
У парах брому самовоспламеняются: сурма, фосфор.

2. Речовини і суміші самозаймисті при зіткненні з повітрям.
Зазвичай це хімічно активні речовини, наприклад:
Металеві рубідій і цезій, пірофорні метали (ПІРОФОРНА залізо, нікель), багато найпростіші металлорганические речовини (метілнатрій, метіллітій), водень в присутності платинованого азбесту.

3. Речовини і суміші самозаймання яких активується водою.
Зазвичай це суміші, в яких вода служить розчинником для одного з компонентів, після розчинення якого починається сільноекзотерміческая реакція призводить до займання суміші. Також це можуть бути речовини реагують з водою з великим виділенням тепла.
Наприклад: діетилцинк, тріетілалюміній.
Практичні приклади:
а) Змішайте рівні частини подрібнених кристалів йоду і алюмінієвого пилу. Зробіть невелике заглиблення зверху насипу, і додайте краплю або дві води, і відійдіть. Суміш через 20-30 секунд почне шипіти і загориться білим полум'ям, виділяючи густий фіолетовий дим. Дим складається з парів йоду, який є дуже їдким, токсичним і бруднити речовиною, тому будьте обережні і проводите цей досвід на відкритому повітрі або під гарною тягою. Замість алюмінію можна використовувати цинкову пил і магній.
б) Описано самозаймання суміші 1 грама цинкового пилу з 1 грамом розтертого нітрату срібла в присутності краплі води.
в) Подрібніть окремо 5 грамів нітрату амонію і 1 грам (можна менше) хлориду амонію, і додайте 0,25 грам цинкової пилу. Сформуйте конус з даної суміші, і додайте 2-4 краплі води. Через деякий час (1-2 хвилини) почнеться реакція з яскравим синім полум'ям з великим виділенням диму. Залежно від якості цинкового пилу, її кількість може бути змінено (збільшення). Практично було встановлено, що хлорид амонію не є необхідним компонентом і може бути замінений хлоридом натрію (приблизно в 3 рази менша кількість від хлориду амонію), але чутливість суміші знижується приблизно в 5 разів і при зимовій температурі повітря вона може не засмагнути.

4. Речовини та суміші самозаймання яких активується сильними електролітами.
Найчастіше наявність сильного електроліту (в основному це сильні кислоти і луги) викликає утворення хімічно активного проміжного речовини, яке реагуючи з компонентами суміші викликає її запалення.
Практичні приклади:
а) Суміш цукру і бертолетової солі негайно запалюється при додаванні до неї краплі концентрованої сірчаної кислоти.

5. Речовини і суміші містять сильний окислювач.
Зазвичай окислювач входить до складу суміші додається в невеликій кількості для початку горіння суміші, а подальше горіння суміші протікає під дією кисню повітря. Наявність великої кількості окислювача може привести до переходу горіння в детонацію.
Практичні приклади:
а) Змішайте близько 1 грама перманганату калію (марганцівка) з приблизно 0,5 мл гліцерину. Через 0,5-1 хвилину суміш почне шипіти і потім спалахнути. Суміш запалюється не відразу (приблизно через 1 хвилину при кімнатній температурі), і може бути застосована для займання іншого запального складу, коли необхідно уповільнення для займання основного складу. Практично встановлено, що використання меншої кількості реагентів може не привести до займання. Час займання залежить від зовнішньої температури.
б) Суміш перманганату калію з концентрованої сірчаної кислотою (зелена рідина) запалює багато органічні рідини (спирт, ацетон, скипидар) при зіткненні з ними.
УВАГА. не нагрівайте суміш перманганату калію з сірчаною кислотою і не використовуйте її в кількості більше 1 краплі - може статися сильний вибух!
наверх