Вещества, воспламеняющиеся и вызывающие горение при воздействии на них воды.

Вещества, воспламеняющиеся при взаимодействии с воздухом

Вопрос 3. Самовозгорание химических веществ

Среди огромного множества химических соединений есть большая группа веществ, способных воспламеняться (взрываться) и гореть при взаимодействии с кислородом воздуха, водой и другими веществами. Обычно считают склонными к химическому самовозгоранию вещества и материалы с температурой самонагревания ниже 50 °С.

К ним относятся:

• Щелочные металлы - калий, рубидий и цезий.

• Карбиды и гидриды щелочных металлов.

• Порошкообразные металлы - цинк, алюминий, железо, никель, кобальт, титан, цирконий

• Сульфиды металлов - серный колчедан или пирит FeS₂.

• Белый (желтый) фосфор.

• Фосфины, силаны, арсин и др.

Так, например, гидриды щелочных металлов - натрия, калия, рубидия и цезия интенсивно взаимодействуют с влагой воздуха по реакции: МеН + Н₂0 » МеОН + Н₂Т.

Среди сульфидов металлов серный колчедан или пирит FeS₂ является компонентом ископаемых углей и руд черных и цветных металлов. Другие сульфиды железа - FeS и Fe₂S3 - образуются в технологических аппаратах, трубопроводах и резервуарах, где перерабатываются, транспортируются и хранятся серосодержащие вещества (высокосернистые нефти и нефтепродукты, сероводородсодержащие газы и др.). При температурах до 200 °С органическая сера гидролизуется с выделением сероводорода, который реагирует с продуктами коррозии железа с образованием сульфида: 2Fe(OH)₂ + 3H₂S -> Fe₂S₃ + 6Н₂0.

При температуре выше 200 °С органическая сера способна выделяться в чистом виде и вступать с железом в реакцию: Fe+S -> FeS + 100 кДж.

Сульфиды железа легко самовозгораются на воздухе, что является довольно частой причиной пожаров и взрывов в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, а также на транспорте. Сульфиды многих других металлов также склонны к самонагреванию и самовозгоранию, особенно в измельченном состоянии и при соприкосновении с влажным воздухом.

К ним относятся:

• Щелочные металлы.

• Гидриды и карбиды щелочных и щелочноземельных металлов.

• Металлоорганические соединения и др.

Щелочные металлы реагируют с водой с выделением водорода и большого количества теплоты по общей схеме: 2Ме + 2Н₂0 -» 2МеОН + Н₂Т + Q.

Многие металлоорганические соединения чрезвычайно чувствительны к кислороду - производные щелочных и щелочноземельных металлов, некоторых элементов 3 и 5 групп периодической системы. Низшие их алкильные производные (метилаты, этилаты и другие) самовоспламеняются на воздухе. Производные щелочных и щелочно-земельных металлов (Be, Mo, Zn, Cd, Ga, In) бурно реагируют с водой, причем многие из них с самовоспламенением выделяющегося углеводорода.

Помимо упомянутых имеется большая группа пожароопасных веществ,

энергично взаимодействующих с водой с выделением

самовоспламеняющихся на воздухе газов. Например, силициды металлов

(Mg₂Si, Fe₂Si и т.д.) разлагаются водой с образованием силана, который

самовозгорается на воздухе:

Mg₂Si + 4Н₂0 -> 2Mg(OH)₂ + SiH₄ + 646 кДж,

SiH₄ + 20₂ Si0₂ + 2Н₂0 +1517 кДж.

Некоторые неорганические соединения сильно разогреваются при взаимодействии с водой, как, например оксид кальция СаО (негашеная известь). При попадании небольшого количества воды на негашеную известь она разогревается до яркого свечения и может поджечь соприкасающиеся с ней горючие материалы.