2. Bài 6. Điểm chớp cháy. Nhiệt độ ngọn lửa, nhiệt độ tự bốc cháy

Tại các trạm bán xăng dầu, yêu cầu về an toàn cháy, nổ được đặt lên hàng đầu. Khi vào đổ xăng, chúng ta phải tuân thủ các biển báo cấm lửa, cấm hút thuốc vì xăng là chất lỏng dễ bay hơi và bắt lửa ngay ở nhiệt độ thường. Vậy, những loại nhiệt độ giới hạn nào được sử dụng để cảnh báo nguy cơ cháy, nổ của một chất lỏng cháy dễ bay hơi

Lời giải chi tiết:

Để cảnh báo nguy cơ cháy, nổ của một chất lỏng cháy dễ bay hơi, sử dụng các loại nhiệt độ giới hạn sau: nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ ngọn lửa và nhiệt độ tự bốc cháy.

   + Điểm chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất tại áp suất khí quyển mà chất cháy bốc cháy trong không khí khi gặp nguồn lửa.

   + Nhiệt độ ngọn lửa là nhiệt độ cao nhất tạo ra bởi phản ứng đốt chát nhiên liệu ở áp suất khí quyển.

   + Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó chất cháy tự cháy trong không khí mà không cần tiếp xúc với nguồn lửa.

a) Hãy phân loại các chất lỏng trong Bảng 6.1 thành hai loại: loại chất lỏng dễ cháy và loại chất lỏng có thể gây cháy.

b) Tại sao không phải tất cả các chất lỏng đều có điểm chớp cháy?

Phương pháp giải:

a) Những chất có điểm chớp cháy nhỏ hơn 37,8^oC thì là loại chất lỏng dễ cháy

b) Vì không phải chất lỏng nào cũng cháy

Lời giải chi tiết:

a) 

- Loại chất lỏng dễ cháy: propane, pentane, n-Hexan, Benzene, ethanol, methanol, diethyl ether, acetaldehyde, acetone, triethylamine.

Vì những chất này có điểm chơp cháy nhỏ hơn 37,8 ^oC.

- Loạt chất lỏng có thể gây cháy: nitrobenzene, ethylene glycol, formic acid, stearic acid.

Vì những chất này có điểm chớp cháy lớn hơn 37,8 ^oC.

b) Không phải tất cả các chất lỏng đều có điểm chớp cháy vì không phải chất lỏng nào cũng cháy được như nước, dung dịch Br₂, …

Tại sao nghiêm cấm nguồn lửa tại các trạm xăng, biết điểm chớp cháy của octane, chất có nhiều trong xăng là 14^oC.

Phương pháp giải:

14^oC < 37,8^oC => là chất lỏng dễ cháy

Lời giải chi tiết:

Xăng chứa nhiều chất dễ bay hơi như octane, đây là chất có nhiều trong xăng và có điểm chớp cháy là 14^oC << 37,8^oC nên chất này rất dễ cháy.

⇒ Cấm nguồn lửa tại các trạm xăng.

Khi sử dụng cồn để đốt, nếu không cẩn thận có thể bị bỏng cồn.

a) Những đặc điểm nào sau đây tiềm ẩn nguy cơ gây bỏng cồn: cồn dễ bay hơi, hơi cồn dễ bắt lửa, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt độ ngọn lửa cao?

b) Nêu các biện pháp đảm bảo an toàn khi dùng cồn để đốt

Phương pháp giải:

- Điểm chớp cháy giúp nhận biết sự có mặt của các vật liệu dễ bay hơi và dễ bốc cháy có lẫn trong các loại vật liệu  ít bay hơi hoặc không dễ bắt cháy

Lời giải chi tiết:

a) Những đặc điểm tiềm ẩn nguy cơ gây bỏng cồn: hơi cồn dễ bắt lửa, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt độ ngọn lửa cao.

b) Các biện pháp an toàn khi dùng cồn để đốt:

- Đốt ở nơi thông thoáng, không đốt trong phòng kín.

- Có bình chữa cháy.

- Cồn cần được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh lửa và ánh nắng mặt trời.

- Cất, trữ các can/chai cồn xa bếp, khu vực đun, nấu; tránh xa các nguồn gây cháy và các nguồn nhiệt khác; đậy nắp kín

a) Tại sao phản ứng đốt cháy các nhiên liệu thường có nhiệt độ ngọn lửa cao? Điều này có ý nghĩa gì trong đời sống và sản xuất?

b) Tại sao nhiệt độ ngọn lửa khi đốt cháy một chất trong oxygen tinh khiết cao hơn khi đốt cháy trong không khí?

Phương pháp giải:

a) 

- Nhiên liệu tạo ra được nhiều nhiệt ở vùng cháy

- Tăng tốc độ và hiệu suất của một số phản ứng

b) Khi đốt trong không khí thì cần nhiệt để đốt nóng nitrogen
 

Lời giải chi tiết:

a)

- Nhiên liệu là các chất có năng suất tỏa nhiệt lớn, tạo ra được nhiều nhiệt ở vùng cháy, dẫn tới nhiệt độ ngọn lửa cao

- Trong đời sống, sản xuất, nhiệt độ ngọn lửa cao sẽ làm tăng tốc độ và hiệu suất các quá trình theo mục đích của con người

b) 

- Khi đốt cháy trong oxygen tinh khiết, toàn bộ nhiệt lượng tỏa ra chỉ dùng đốt nóng sản phẩm cháy

- Khi đốt cháy trong không khí, nhiệt lượng tỏa ra vừa dùng đốt nóng sản phẩm cháy, vừa dùng đốt nóng nitrogen, lượng nitrogen này cao gấp gần 4 lần lượng oxygen ban đầu

Một số vụ nổ xe bồn chở xăng, dầu xảy ra khi thợ sửa chữa đang hàn xì nắp bồn

a) Hãy chỉ ra 3 yếu tố gây nổ dù bồn đã được tháo hết nhiên liệu lỏng.

b) Nếu trong quá trình hàn xì, nắp bồn vẫn đóng thì vụ nổ gây ra bởi hỗn hợp hơi trong bồn đã đạt điểm chớp cháy hay đã đạt nhiệt độ tự bốc cháy?

Phương pháp giải:

a) Trong bồn vẫn còn nhiều hơi xăng, trong bồn có không khí, hàn xì tạo ra nguồn nhiệt

b) Tự bốc cháy

Lời giải chi tiết:

a) 

3 yếu tố gây nổ dù bồn đã được tháo hết nhiên liệu lỏng:

   + Khi hàn thì nhiệt độ khi hàn rất lớn, nhiệt độ mối hàn khoảng 1700 oC đến 1800 oC.

   + Khi tháo hết nhiên liệu lỏng thì trong xe bồn có hơi nhiên liệu do bay hơi và oxygen.

   + Trong quá trình hàn thì sẽ có các hạt kim loại nóng chảy bắn ra ngoài, tiếp xúc với hơi nhiên liệu, oxygen.

b) Khi hàn xì, nhiệt từ ngoài vỏ bồn bằng kim loại được truyền vào trong, gây tăng nhiệt mạnh ở nơi hàn xì. Khi đạt tới nhiệt độ tự bốc cháy, hỗn hợp hơi xăng trong bình sẽ tự bốc cháy, phản ứng lan truyền rất nhanh, tỏa nhiệt lớn và gây nổ rất mạnh, phá vỡ vỏ bồn