关于燃烧的化学知识

关于燃烧的化学知识

燃烧是物体快速氧化，产生光和热的过程。而燃烧是必需三种东西并存才能发生，分别是可燃物如燃料，助燃物如氧气及温度要达到燃点——热量，称为燃烧三要素——火三角。

一.燃烧的条件

有可燃物燃烧的条件

可燃物达到着火点

与氧气接触（空气）

可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应叫做燃烧。通常讲的燃烧一般是要有氧气参加的，但在一些特殊情况下的燃烧可以在无氧的条件下进行，如氢气在氯气中燃烧、镁条在二氧化碳中的燃烧等.

二.燃烧的定义

燃烧标准化学定义：燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。

燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参加，比如金属镁（Mg）和二氧化碳（CO2）反应生成氧化镁（MgO）和碳（C），该反应没有氧气参加，但是是剧烈的发光发热的化学反应，同样属于燃烧范畴。

三.燃烧的种类

（1）闪燃

闪燃是指易燃或可燃液体挥发出来的蒸气与空气混合后，遇火源发生一闪即灭的燃烧现象。发生闪燃现象的最低温度点称为闪点。在消防管理分类上，把闪点小于28℃的液体划为甲类液体也叫易燃液体，闪点大于28℃小于60℃的称为乙类液体，闪点大于60℃的称为丙类液体，乙、丙两类液体又统称可燃液体。

（2）着火

着火指可燃物质在空气中受到外界火源直接作用，开始起火持续燃烧的现象。这个物质开始起火持续燃烧的最低温度点称为燃点。

（3）自燃

自燃指可燃物质在空气中没有外来明火源的作用，靠热量的积聚达到一定的温度时而发生的燃烧现象。自燃的热能来源：

a.外部热能的逐步积累，多是物理性的。

b.物质自身产生热量，多是化学性和生物性的。

（4）爆炸

爆炸指物质在瞬间急剧氧化或分解反应产生大量的热和气体，并以巨大压力急剧向四周扩散和冲击而发生巨大响声的现象。可燃气体、蒸气或粉末与空气组成的混合物遇火源能发生爆炸的浓度称爆炸极限，其最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。低于下限的遇明火既不爆炸也不燃烧，高于上限的，虽不爆炸，但可燃烧。

（5）核聚变

在核聚变的时候会产生发光发热的现象，例如太阳表面。

四.燃烧形式

1．扩散燃烧

可燃气体和空气分子互相扩散、混合，其混合浓度在爆炸范围以外，遇火源即能着火燃烧。

2．蒸发燃烧

可燃性液体，如汽油、酒精等，蒸发产生了蒸气被点燃起火，它放出热量进一步加热液体表面，从而促使液体持续蒸发，使燃烧继续下去。

萘、硫磺等在常温下虽为固体，但在受热后会升华产生蒸气或熔融后产生蒸气，同样是蒸发燃烧。

3．分解燃烧

是指在燃烧过程中可燃物首先遇热分解，分解产物和氧反应产生燃烧，如木材、煤、纸等固体可燃物的燃烧。

4．表面燃烧

燃烧在空气和固体表面接触部位进行。例如，木材燃烧，最后分解不出可燃气体，只剩下固体炭，燃烧在空气和固体炭表面接触部分进行，它能产生红热的表面，不产生火焰。

5．混合燃烧

可燃气体与助燃气体在容器内或空间中充分扩散混合，其浓度在爆炸范围内，此时遇火源即会发生燃烧，这种燃烧在混合气所分布的空间中快速进行，所以称之为混合燃烧。

6．阴燃

一些固体可燃物在空气不流通，加热温度低或可燃物含水多等条件下发生的只冒烟无火焰的燃烧。

五.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。

物质燃烧后产生的新物质称为燃烧产物。其中，散布于空气中能被人们看到的云雾状燃烧产物，叫做烟雾。物质完全燃烧后的产物叫完全燃烧产物。物质不完全燃烧所生成的新物质叫做不完全燃烧产物。

燃烧产物对火灾扑救工作有很大影响。有利的影响是：

第一，大量生成完全燃烧产物，可以阻止燃烧的进行。如完全燃烧后生成的水蒸气和二氧化碳能够稀释燃