关于燃烧的化学知识( 二 )


燃烧过程
1.不同状态物质的燃烧
自然界里的一切物质,在一定温度和压力下,都以一定状态(固态、液态、气态)存在 。固体、液体、气体就是物质的三种状态 。这三种状态的物质燃烧过程是不同的 。固体和液体发生燃烧,需要经过分解和蒸发,生成气体,然后由这些气体成分与氧化剂作用发生燃烧 。气体物质不需要经过蒸发,可以直接燃烧
(1)固体物质的燃烧
固体是有一定形状的物质 。它的化学结构比较紧凑,所以在常温下都以固态存在 。固体物质的化学组成是不一样的,有的比较简单,如硫、磷、钾等都是由同种元素构成的物质;有的比较复杂,如木材、纸张和煤炭等,是由多种元素构成的化合物 。由于固体物质的化学组成不同,燃烧时情况也不一样 。有的固体物质可以直接受热分解蒸发,生成气体,进而燃烧 。有的固体物质受热后先熔化为液体,然后气化燃烧,如硫、磷、蜡等 。
此外,各种固体物质的熔点和受热分解的温度也不一样,有的低,有的高 。熔点和分解温度低的物质,容易发生燃烧 。如赛璐珞(硝化纤维素)在80~90℃时就会软化,在100℃时就开始分解,150~180℃时自燃 。但是大多数固体物质的分解温度和熔点是比较高的 。如木材先是受热蒸发掉水分,析出二氧化碳等不燃气体,然后外层开始分解出可燃的气态产物,同时放出热量,开始剧烈氧化,直到出现火焰 。
另外,固体物质燃烧的速度与其体积和颗粒的大小有关,小则快,大则慢 。如散放的木条要比垛成堆的圆木燃烧的快,其原因就是木条与氧的接触面大,燃烧较充分,因此燃烧速度就快 。
(2)液体物质的燃烧
液体是一种流动性物质,没有一定形状 。燃烧时,挥发性强,不少液体在常温下,表面上就漂浮着一定浓度的蒸汽,遇到着火源即可燃烧 。
液体的种类繁多,各自的化学成分不同,燃烧的过程也就不同,如汽油、酒精等易燃液体的化学成分就比较简单,沸点较低,在一般情况下就能挥发,燃烧时,可直接蒸发生成与液体成分相同的气体,与氧化剂作用而燃烧 。而有些化学组成比较复杂的液体燃烧时,其过程就比较复杂 。如原油(石油)是一种多组分的混合物,燃烧时,原油首先逐一蒸发为各种气体组分,而后再燃烧 。原油的燃烧与其他成分单一的液体燃烧不一样,它首先蒸发出沸点较低的组分并燃烧,而后才是沸点较高的组分 。
(3)气体的燃烧
易燃与可燃气体的燃烧不需要像固体、液体物质那样经过熔化、蒸发等准备过程,所以气体在燃烧时所需要的热量仅用于氧化或分解气体和将气体加热到燃点,因此容易燃烧,而且燃烧速度快 。
气体燃烧有两种形式,一是扩散燃烧;二是动力燃烧 。如果可燃气体与空气边混合边燃烧,这种燃烧就叫扩散燃烧(或称稳定燃烧) 。如使用石油液化气罐烧饭就是扩散燃烧 。如果可燃气体与空气在燃烧之前就已混合,遇到着火源立即爆炸,形成燃烧,这种燃烧就叫动力燃烧 。如石油液化气罐气阀漏气时,漏出的气体与空气形成爆炸混合物,一遇到着火源,就会以爆炸的形式燃烧,并在漏气处转变为扩散燃烧 。
2.完全燃烧和不完全燃烧
物质燃烧可分为完全燃烧和不完全燃烧 。凡是物质燃烧后产生不能继续燃烧的新物质,就叫做完全燃烧;凡是物质燃烧后,产生还能继续燃烧的新物质,就叫不完全燃烧 。
物质为什么会出现两种不同形式的燃烧呢?主要是因为燃烧物质所处的条件不同 。物质燃烧时,如果空气(或其他氧化剂)充足,就会发生完全燃烧,反之就发生不完全燃烧 。


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