- Punt d'inflamació o ignició
- Diferències entre combustió i oxidació
- Característiques d'un combustible
- -Gasos
- -Sólidos
- Compostos orgànics i metàl·lics
- líquids
- l'aigua
- referències
La combustibilitat és el grau de reactivitat d'un compost de reaccionar de manera vigorosament exotèrmic amb l'oxigen o un altre agent oxidant (comburent). No només s'aplica a substàncies químiques, sinó també a una àmplia gamma de materials, els quals són classificats per Codis de Construcció en funció d'aquesta.
Per tant, la combustibilitat és summament important per establir la facilitat amb la que crema la matèria. D'aquí es desprèn les substàncies o compostos inflamables, els combustibles, i els no combustibles.
Font: Pxhere
La combustibilitat de l'material depèn no només de les seves propietats químiques (estructura molecular o estabilitat dels enllaços) sinó a més de la seva relació superfície-volum; és a dir, mentre un objecte tingui major àrea superficial (com passa amb la pols granissat), major serà la seva tendència a cremar.
Visualment, els seus efectes incandescents i flamejants poden resultar impressionants. Les flames amb les seves tonalitats de groc i vermell (blaus i altres colors), són indicadores d'una transformació latent; encara que antigament es creia que els àtoms de matèria es destruïen en el procés.
Els estudis de foc, així com el de la combustibilitat, impliquen una densa teoria de dinàmica molecular. A més, participa el concepte de autocatálisis, a causa de que la calor de la flama "alimenta" la reacció perquè no s'aturi fins que tot el combustible hagi reaccionat
Per aquesta raó potser el foc en ocasions fa l'efecte d'estar viu. No obstant això, en un estricte sentit racional, el foc no és més que energia manifestada en llum i calor (fins i tot amb la immensa complexitat molecular de rerefons).
Punt d'inflamació o ignició
Conegut en anglès com Flash Point, és la temperatura mínima a la qual una substància s'encén per donar inici a la combustió.
Tot el procés de foc comença a través d'una petita espurna, la qual aporta la calor necessària per vèncer la barrera energètica que impedeix que la reacció sigui espontània. Si no és d'aquesta manera, el mínim contacte de l'oxigen amb un material provocaria que cremés fins i tot sota gelades temperatures.
El punt d'inflamació és el paràmetre per definir què tan combustible pot o no ser una substància o material. Per tant, una substància altament combustible o inflamable, té un punt d'inflamació baix; és a dir, requereix de temperatures entre 38 i 93ºC per cremar i deslligar un incendi.
La diferència entre una substància inflamable i combustible ve regida per lleis internacionals. Sent així, els intervals de temperatures considerats poden oscil·lar de valors. Així mateix, les paraules 'combustibilitat' i 'inflamabilitat' són intercanviables; però no ho són 'inflamables' ni 'combustibles'.
Una substància inflamable té un punt d'inflamació inferior comparat a la d'una substància combustible. Per aquesta raó les substàncies inflamables són potencialment més perilloses que els combustibles, i el seu ús és estrictament supervisat.
Diferències entre combustió i oxidació
Tots dos processos o reaccions químiques consisteixen d'una transferència d'electrons en la qual pot o no participar l'oxigen. El gas oxigen és un poderós agent oxidant, la electronegativitat fa reactiu seu doble enllaç O = O, el qual després d'acceptar electrons i formar-se nous enllaços s'allibera energia.
Així, en una reacció d'oxidació l'O 2 guanya els electrons de qualsevol substància prou reductora (donadora d'electrons). Per exemple, molts metalls en contacte amb l'aire i la humitat acaben oxidant. La plata es fa fosc, el ferro envermelleix, i el coure pot fins a tornar-color pàtina.
No obstant això, no desprenen flames a fer-ho. Si és així, tots els metalls tindrien una perillosa combustibilitat i les edificacions cremarien amb la calor de el sol. És aquí llavors on radica la diferència entre la combustió i oxidació: la quantitat d'energia alliberada.
En la combustió ocorre una oxidació on la calor alliberada és autosostenible, lluminós i calent. Així mateix, la combustió és un procés molt més accelerat, ja que es venç tota barrera energètica entre el material i l'oxigen (o qualsevol substància oxidant, com els permanganats).
Altres gasos, com el Cl 2 i el F 2 poden iniciar reaccions de combustió vigorosament exotèrmiques. I entre els líquids o sòlids comburents estan l'aigua oxigenada, H 2 O 2, i el nitrat amònic, NH 4 NO 3.
Característiques d'un combustible
Com recentment es va explicar, no ha de tenir un punt d'inflamació massa baix, i ha de ser capaç de reaccionar amb l'oxigen o el comburent. Moltes substàncies entren en aquest tipus de materials, especialment les vegetals, plàstics, fustes, metalls, greixos, hidrocarburs, etc.
Algunes són sòlides, altres líquides o gasoses. Els gasos, en general, són tan reactius que es consideren, d'acord amb la definició, com a substàncies inflamables.
-Gasos
Els gasos són els que cremen amb molta més facilitat, com l'hidrogen i l'acetilè, C 2 H 4. Això es deu al fet que el gas es barreja molt més ràpid amb l'oxigen, el que és igual a una major àrea de contacte. Fàcilment pot imaginar-se un mar de molècules gasoses xocant entre si just en el punt d'ignició o inflamació.
La reacció dels combustibles gasoses és tan ràpida i efectiva, que es generen explosions. Per aquesta raó les fuites de gasos representen una situació d'alt risc.
No obstant això, no tots els gasos són inflamables o combustibles. Per exemple, els gasos nobles, com l'argó, no reacciona amb l'oxigen.
La mateixa situació es presenta amb el nitrogen, a causa de la seva forta triple enllaç N≡N; però, aquest pot trencar-se sota condicions extremes de pressió i temperatura, com les que es troben en una tempesta elèctrica.
-Sólidos
Com és la combustibilitat dels sòlids? Qualsevol material sotmès a altes temperatures pot arribar a incendiar; però, la velocitat amb què ho fa depèn de la relació superfície-volum (i d'altres factors, com l'ús de pel·lícules protectores).
Físicament, un sòlid massís demora més en cremar i propaga menys el foc perquè les seves molècules entren menys en contacte amb l'oxigen que un sòlid laminar o polvoritzat. Per exemple, una rema de paper crema molt més ràpid que un bloc de fusta de les mateixes dimensions.
Així mateix, una pila de pols de ferro s'incendia amb més vigor en comparació a un full de ferro.
Compostos orgànics i metàl·lics
Químicament, la combustibilitat d'un sòlid depèn de quins àtoms el componen, el seu arranjament (amorf, cristal·lí) i l'estructura molecular. Si està compost principalment d'àtoms de carboni, fins i tot amb una estructura complexa, a l'cremar ocorrerà la següent reacció:
C + O 2 => CO 2
Però els carbonis no estan sols, sinó acompanyats d'hidrògens i altres àtoms, els quals també reaccionen amb l'oxigen. Així, es produeix H 2 O, SO 3, NO 2, i altres compostos.
No obstant això, les molècules produïdes en la combustió depenen de la quantitat d'oxigen reaccionant. Si el carboni, per exemple, reacciona amb un dèficit d'oxigen, el producte és:
C + 1 / 2O 2 => CO
Cal notar que entre el CO 2 i el CO, el CO 2 és més oxigenat, perquè té més àtoms d'oxigen. Per tant, les combustions incompletes generen compostos amb menor nombre d'àtoms d'O, en comparació als obtinguts en una combustió completa.
A més de l'carboni, pot haver sòlids metàl·lics que resisteixin temperatures encara més altes abans de cremar i originar seus òxids corresponents. A diferència dels compostos orgànics, dels metalls no alliberen gasos (llevat que posseeixin impureses), doncs els seus àtoms estan confinats a l'estructura metàl·lica. Cremen allà on són.
líquids
La combustibilitat dels líquids depèn de la seva naturalesa química, com ho és el seu grau d'oxidació. Els líquids molt oxidats, sense molts electrons que donar, com l'aigua o el tetrafluorocarbono, CF 4, no cremen significativament.
Però, encara més important que aquesta característica química, ho és la seva pressió vapor. Un líquid volàtil té una pressió de vapor alta, la qual cosa ho fa inflamable i perillós. Per què? Perquè les molècules gasoses "rondant" la superfície de el líquid són les primeres a cremar, i representen el focus de l'incendi.
Els líquids volàtils es distingeixen per desprendre fortes olors i els seus gasos ocupen ràpidament un volum gran. La gasolina és un clar exemple d'un líquid altament inflamable. I respecte als combustibles, el gasoil i altres barreges d'hidrocarburs més pesats estan entre els més comuns.
l'aigua
Alguns líquids, com l'aigua, no poden cremar perquè les seves molècules gasoses no poden cedir els seus electrons a l'oxigen. De fet, se li utilitza instintivament per apagar les flames i és una de les substàncies més aplicades pels bombers. La intensa calor de foc es transfereix a l'aigua, el qual el fa servir per canviar a la fase gasosa.
S'han vist en escenes reals i fictícies com crema el foc sobre la superfície de la mar; però, el veritable combustible és el petroli o qualsevol oli immiscible amb l'aigua i que sura sobre la superfície.
Tots els combustibles que presenten en la seva composició un percentatge d'aigua (o humitat), tenen com a conseqüència una disminució de la seva combustibilitat.
Això es deu, novament, al fet que part de la calor inicial es perd a l'escalfar les partícules d'aigua. Per aquesta raó els sòlids humits no cremen fins a no eliminar el seu contingut d'aigua.
referències
- Chemicool Dictionary. (2017). Definition of Combustible. Recuperat de: chemicool.com
- Summers, Vincent. (05 de abril del 2018). Is Nitrogen Combustible? Sciencing. Recuperat de: sciencing.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 de juny del 2018). Combustion Definition (Chemistry). Recuperat de: thoughtco.com
- Wikipedia. (2018). Combustibility and flammability. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Marpic Disseny web. (16 de juny de 2015). Quins tipus d'incendi hi ha i com és la combustibilitat dels materials que defineixen aquesta tipologia? Recuperat de: marpicsl.com
- Aprèn Emergències. (Sf). Teoria de foc. Recuperat de: aprendemergencias.es
- Quimicas.net (2018). Exemples de substàncies inflamables. Recuperat de: quimicas.net