Veliko ljudi ve, da do smrti med požarom pogosteje pride zaradi zastrupitve s produkti izgorevanja kot zaradi toplotne izpostavljenosti. Lahko pa se zastrupite ne le med požarom, ampak tudi v vsakdanjem življenju. Postavlja se vprašanje, katere vrste produktov zgorevanja obstajajo in pod kakšnimi pogoji nastajajo? Poskusimo ugotoviti.
Kaj je izgorevanje in njegov produkt?
Obstajajo tri stvari, na katere lahko gledate neskončno: kako voda teče, kako drugi ljudje delajo in seveda, kako gori ogenj…
Izgorevanje je fizikalni in kemični proces, ki temelji na redoks reakciji. Praviloma ga spremlja sproščanje energije v obliki ognja, toplote in svetlobe. Ta postopek vključuje snov ali mešanico snovi, ki gorijo - redukcijske snovi, pa tudi oksidant. Najpogosteje ta vloga pripada kisiku. Zgorevanje lahko imenujemo tudi proces oksidacije gorečih snovi (pomembno je, da je zgorevanje podvrsta oksidacijskih reakcij in ne obratno).
Produkti izgorevanja so vsi, ki se sproščajo med zgorevanjem. Kemiki v takih primerih pravijo: "Vse, kar je na desni strani reakcijske enačbe." Toda ta izraz v našem primeru ne velja, saj se poleg redoks procesa pojavljajo tudi reakcije razgradnje, nekatere snovi pa preprosto ostanejo nespremenjene. To pomeni, da so produkti zgorevanja dim, pepel, saje, izpušni plini, vključno z izpušnimi plini. Toda poseben produkt je seveda energija, ki se, kot je navedeno v zadnjem odstavku, oddaja v obliki toplote, svetlobe, ognja.
Snovi, ki se sproščajo med zgorevanjem: ogljikovi oksidi
Obstajata dva ogljikova oksida: CO2 in CO. Prvi se imenuje ogljikov dioksid (ogljikov dioksid, ogljikov monoksid (IV)), saj je brezbarven plin, sestavljen iz ogljika, ki ga kisik popolnoma oksidira. To pomeni, da ima ogljik v tem primeru največje oksidacijsko stanje - četrto (+4). Ta oksid je produkt zgorevanja absolutno vseh organskih snovi, če so med zgorevanjem v presežku kisika. Poleg tega živa bitja med dihanjem sproščajo ogljikov dioksid. Sam po sebi ni nevaren, če njegova koncentracija v zraku ne presega 3 odstotkov.
Ogljikov monoksid (II) (ogljikov monoksid) - CO - je strupen plin, v molekuli katerega je ogljik v oksidacijskem stanju +2. Zato lahko ta spojina "izgori", torej še naprej reagira s kisikom: CO+O2=CO2. Domovnevarna lastnost tega oksida je njegova neverjetno velika, v primerjavi s kisikom, sposobnost vezanja na rdeče krvne celice. Eritrociti so rdeče krvne celice, katerih naloga je transport kisika iz pljuč v tkiva in obratno, ogljikov dioksid v pljuča. Zato je glavna nevarnost oksida v tem, da moti prenos kisika v različne organe človeškega telesa in s tem povzroči kisikovo stradanje. Prav CO najpogosteje povzroči zastrupitev s produkti izgorevanja v požaru.
Oba ogljikova monoksida sta brezbarvna in brez vonja.
voda
Poznana voda - H2O - se prav tako sprošča med zgorevanjem. Pri temperaturi zgorevanja se produkti sproščajo v obliki plina. In voda je kot para. Voda je produkt zgorevanja plina metana - CH4. Na splošno se voda in ogljikov dioksid (ogljikov monoksid, spet je vse odvisno od količine kisika) sproščata predvsem pri popolnem zgorevanju vseh organskih snovi.
Sulfidni plin, vodikov sulfid
Sulfidni plin je prav tako oksid, vendar je tokrat žveplo SO2. Ima veliko število imen: žveplov dioksid, žveplov dioksid, žveplov dioksid, žveplov oksid (IV). Ta produkt zgorevanja je brezbarven plin z ostrim vonjem po vžgani vžigalici (sprošča se, ko se vžge). Anhidrid se sprošča pri zgorevanju žvepla, organskih in anorganskih spojin, ki vsebujejo žveplo, na primer vodikov sulfid (Н2S).
Ko pride v stik s sluznico oči, nosu ali ust osebe, dioksid zlahka reagira z vodo in tvori žveplovo kislino, ki se zlahka razgradi nazaj, vendarhkrati pa uspe dražiti receptorje, izzvati vnetne procese v dihalnih poteh: SO3. To je posledica strupenosti produkta zgorevanja žvepla. Žveplov dioksid, tako kot ogljikov monoksid, lahko gori - oksidira v SO3. Toda to se zgodi pri zelo visokih temperaturah. Ta lastnost se uporablja pri proizvodnji žveplove kisline v tovarni, saj SO3 reagira z vodo in tvori H2SO 4.
Vendar se med termično razgradnjo nekaterih spojin sprošča vodikov sulfid. Ta plin je tudi strupen, z značilnim vonjem po gnilih jajcih.
vodikov cianid
Potem je Himmler stisnil čeljust, pregriznil ampulo kalijevega cianida in umrl nekaj sekund pozneje.
Kalijev cianid - najmočnejši strup - sol cianovodikove kisline, znana tudi kot vodikov cianid - HCN. Je brezbarvna tekočina, vendar zelo hlapna (lahko prehaja v plinasto stanje). To pomeni, da se bo med zgorevanjem sproščal tudi v ozračje v obliki plina. Cianovodikova kislina je zelo strupena, že majhna koncentracija v zraku - 0,01 odstotka - je usodna. Posebnost kisline je značilen vonj po grenkih mandljih. Apetitno, kajne?
Vendar ima cianovodikova kislina eno "zbogo" - zastrupimo jo lahko ne le z vdihavanjem neposredno z dihali, ampak tudi skozi kožo. Torej ne bo šlo, da se zaščitite samo s plinsko masko.
Acrolein
Propenal,akrolein, akrilaldehid - vse to so imena ene snovi, nenasičenega aldehida akrilne kisline: CH2=CH-CHO. Ta aldehid je tudi zelo hlapna tekočina. Akrolein je brezbarven, ostrega vonja in je zelo strupen. Če tekočina ali njeni hlapi pridejo na sluznico, zlasti v oči, povzroči močno draženje. Propenal je zelo reaktivna spojina, kar pojasnjuje njegovo visoko toksičnost.
formaldehid
Podobno kot akrolein tudi formaldehid spada v razred aldehidov in je aldehid mravljinčne kisline. Ta spojina je znana tudi kot metanal. Je strupen, brezbarven plin z ostrim vonjem.
Snovi, ki vsebujejo dušik
Najpogosteje se pri zgorevanju snovi, ki vsebujejo dušik, sprosti čisti dušik - N2. Ta plin je že prisoten v ozračju v velikih količinah. Dušik je lahko primer produkta zgorevanja aminov. Toda med toplotno razgradnjo, na primer amonijeve soli in v nekaterih primerih med samim zgorevanjem, se v ozračje oddajajo tudi njegovi oksidi, pri čemer je stopnja oksidacije dušika v njih plus ena, dva, tri, štiri, pet. Oksidi so plini rjave barve in izjemno strupeni.
Pepel, pepel, saje, saje, premog
Saje ali saje - ostanki ogljika, ki iz različnih razlogov ni reagiral. Saje imenujemo tudi amfoterni ogljik.
Pepel ali pepel - majhni delci anorganskih soli, ki niso zgoreli ali razpadli pri temperaturi zgorevanja. Ko gorivo izgori, te mikro spojine suspendirajo ali se kopičijo na dnu.
In premog je produkt nepopolnega zgorevanjales, to je njegovi nezažgani ostanki, vendar še vedno zmožni goreti.
Seveda to niso vse spojine, ki se bodo sproščale pri zgorevanju določenih snovi. Našteti vse je nerealno in ni potrebno, saj se druge snovi sproščajo v zanemarljivih količinah in le ob oksidaciji določenih spojin.
Druge mešanice: dim
Zvezde, gozd, kitara… Kaj bi lahko bilo bolj romantično? In manjka eden najpomembnejših atributov - ogenj in šoba dima nad njim. Kaj je dim?
Dim je neke vrste mešanica, ki je sestavljena iz plina in v njem suspendiranih delcev. Vodna para, ogljikov monoksid in ogljikov dioksid in drugi delujejo kot plin. In trdni delci so pepel in samo nezgoreli ostanki.
izpuh
Večina sodobnih avtomobilov deluje na motorju z notranjim zgorevanjem, torej za gibanje se uporablja energija, pridobljena z zgorevanjem goriva. Najpogosteje gre za bencin in druge naftne derivate. Toda pri zgorevanju se v ozračje sprosti velika količina odpadkov. To so izpušni plini. V ozračje se sproščajo v obliki dima iz avtomobilskih izpušnih cevi.
Večino njihove prostornine zavzemajo dušik, pa tudi voda, ogljikov dioksid. Izpuščajo pa se tudi strupene spojine: ogljikov monoksid, dušikovi oksidi, neizgoreli ogljikovodiki, pa tudi saje in benzpiren. Zadnji dve sta rakotvorni, kar pomeni, da povečata tveganje za nastanek raka.
Lastnosti produktov popolne oksidacije (v tem primeru zgorevanja) snovi in zmesi: papir, suha trava
KoPri gorenju papirja se sproščata tudi ogljikov dioksid in voda, ob pomanjkanju kisika pa ogljikov monoksid. Poleg tega papir vsebuje lepila, ki jih je mogoče sprostiti in koncentrirati, ter smole.
Enaka situacija se zgodi pri sežiganju sena, le brez lepil in smole. V obeh primerih je dim bel z rumenim odtenkom, s specifičnim vonjem.
Les - drva, deske
Les je sestavljen iz organskih snovi (vključno z žveplom in dušikom) in majhne količine mineralnih soli. Zato, ko je popolnoma zgorela, se sproščajo ogljikov dioksid, voda, dušik in žveplov dioksid; siv in včasih črn dim s smolnatim vonjem, nastane pepel.
žveplove in dušikove spojine
O strupenosti, produktih zgorevanja teh snovi smo že govorili. Omeniti velja tudi, da se pri zgorevanju žvepla oddaja dim s sivkasto sivo barvo in ostrim vonjem po žveplovem dioksidu (ker se oddaja žveplov dioksid); pri gorenju dušikovih in drugih snovi, ki vsebujejo dušik, je rumeno rjav, z dražečim vonjem (vendar se dim ne pojavi vedno).
kovine
Pri gorenju kovin nastanejo oksidi, peroksidi ali superoksidi teh kovin. Poleg tega, če je kovina vsebovala nekaj organskih ali anorganskih nečistoč, nastanejo produkti zgorevanja teh nečistoč.
Vendar ima magnezij zgorevalno lastnost, saj ne gori samo v kisiku, kot druge kovine, ampak tudi v ogljikovem dioksidu, pri čemer tvori ogljik in magnezijev oksid: 2 Mg+CO2=C+2MgO. Dim je bel, brez vonja.
fosfor
Pri gorenju fosforja se oddaja bel dim, ki diši po česnu. Pri tem nastane fosforjev oksid.
guma
In seveda gume. Dim iz goreče gume je črn, zaradi velike količine saj. Poleg tega se sproščajo produkti zgorevanja organskih snovi in žveplov oksid, zahvaljujoč temu pa dim pridobi žveplov vonj. Sproščajo se tudi težke kovine, furan in druge strupene spojine.
Razvrstitev strupenih snovi
Kot ste morda opazili, je večina produktov zgorevanja strupenih. Zato bi bilo glede njihove razvrstitve pravilno analizirati razvrstitev strupenih snovi.
Najprej vse strupene snovi - v nadaljevanju OV - delimo na smrtonosne, začasno onesposobljene in dražilne. Prve delimo na sredstva, ki vplivajo na živčni sistem (Vi-X), zadušljiva (ogljikov monoksid), povzročajo mehurje na koži (gorčični plin) in splošno strupena (vodikov cianid). Primeri začasno onesposobljenih sredstev vključujejo B-Zet in nadležni - adamsite.
Zvezek
Pogovorimo se o tistih stvareh, ki jih ne smemo pozabiti, ko govorimo o produktih, ki se oddajajo pri zgorevanju.
Količina produktov zgorevanja je pomemben in zelo uporaben podatek, ki bo na primer pomagal določiti stopnjo nevarnosti zgorevanja določene snovi. Se pravi, če poznate količino izdelkov, lahko določite količino škodljivih spojin, ki sestavljajo sproščene pline (kot se spomnite, je večina izdelkov plinov).
Za izračun želene prostornine najprejpa morate vedeti, ali je prišlo do presežka ali pomanjkanja oksidanta. Če je bil na primer kisik v presežku, potem se vse delo spusti na sestavljanje vseh reakcijskih enačb. Ne smemo pozabiti, da gorivo v večini primerov vsebuje nečistoče. Po tem se po zakonu ohranjanja mase izračuna količina snovi vseh produktov zgorevanja in ob upoštevanju temperature in tlaka po formuli Mendeleev-Clapeyron najdemo sam volumen. Seveda je za osebo, ki ne ve ničesar o kemiji, vse našteto videti strašljivo, v resnici pa ni nič težkega, le ugotoviti morate. O tem se ni vredno ukvarjati podrobneje, saj članek ne govori o tem. S pomanjkanjem kisika se kompleksnost izračuna poveča - spremenijo se reakcijske enačbe in sami produkti zgorevanja. Poleg tega se zdaj uporabljajo bolj skrajšane formule, vendar je bolje začeti s predstavljeno metodo (če je potrebno), da bi razumeli pomen izračunov.
Zastrupitev
Nekatere snovi, ki se sproščajo v ozračje med oksidacijo goriva, so strupene. Zastrupitev s produkti izgorevanja je zelo resna grožnja ne le v primeru požara, ampak tudi v avtomobilu. Poleg tega vdihavanje ali drugače zaužitje nekaterih od njih ne privede do takojšnjega negativnega rezultata, ampak vas bo na to čez nekaj časa spomnilo. Tako se na primer obnašajo rakotvorne snovi.
Seveda morajo vsi poznati pravila, da preprečijo negativne posledice. Najprej so to pravila požarne varnosti, to je tisto, kar se vsakemu otroku pove že od zgodnjega otroštva. Toda iz nekega razloga se to pogosto zgodiodrasli in otroci jih preprosto pozabijo.
Pravila prve pomoči v primeru zastrupitve so prav tako verjetno marsikomu poznana. A za vsak slučaj: najpomembneje je, da zastrupljenega odpeljemo na svež zrak, torej da preprečimo nadaljnje vstop toksinov v njegovo telo. Ne pozabite pa tudi, da obstajajo metode zaščite pred produkti izgorevanja dihalnih organov, površine telesa. To je zaščitna obleka za gasilce, plinske maske, kisikove maske.
Zaščita pred strupenimi produkti izgorevanja je zelo pomembna.
Zasebna uporaba osebe
Trenutek, ko so se ljudje naučili uporabljati ogenj za svoje namene, je bil nedvomno prelomnica v razvoju vsega človeštva. Na primer, nekatere njegove najpomembnejše izdelke – toploto in svetlobo – je človek uporabljal (in jih še vedno uporablja) pri kuhanju, osvetljevanju in ogrevanju v hladnem vremenu. Premog so v starih časih uporabljali kot orodje za risanje, zdaj pa na primer kot zdravilo (aktivno oglje). Opažena je bila tudi uporaba žveplovega oksida pri pripravi kisline, prav tako pa fosforjevega oksida.
Sklep
Omeniti velja, da so vse, kar je tukaj opisano, le splošne informacije, predstavljene za seznanitev z vprašanji o produktih zgorevanja.
Rad bi rekel, da bo skladnost z varnostnimi predpisi in razumno ravnanje tako s samim procesom zgorevanja kot z njegovimi proizvodi omogočila njihovo dobro uporabo.
