水能助燃的奧秘

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)

俗話說:“水火不相容”。水只能滅火,怎么會助燃呢?一般情況下水與火是不相容的,如發(fā)生火災時,人們用高壓水龍頭輸出大量的水來撲滅烈火。但在特殊的情況下,水卻能幫助燃燒,甚至助火為虐。

在生活中,我們可能經(jīng)常會碰到這樣的事,在我們使用煤爐或煤氣灶的時候,如果不小心,將水灑在煤爐上,這時火不但沒有小,反而猛地變成了一個火團向上躥。這是為什么呢?

原來,水能滅火,是因為當你把大量水澆到火上去時,水將燃燒產(chǎn)生的熱量奪去,產(chǎn)生了水蒸氣,使可燃物的溫度降低;同時,水蒸氣又像一條毯子覆蓋在燃燒物上面,形成了一道與空氣隔絕的屏障,所以就能減小火勢,把火撲滅。但是,少量的水遇到燒得通紅的較多的煤炭或煤氣時會產(chǎn)生水煤氣。水煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,它們都是能夠燃燒的,一遇火就會立刻燃燒起來.當然火就更旺了。因此,遇少量水的煤氣灶火更旺了。我們看到有經(jīng)驗的人或燒爐師傅常常喜歡在燃燒旺盛的爐火上加一些濕煤,就是這個道理。

水,有時還會助火為虐,變成為可怕的“烈性炸藥”呢!曾經(jīng)在英國發(fā)生過這樣一件事:一天,英國一家煉鐵廠的熔鐵爐底部產(chǎn)生了裂縫,頓時熾熱的鐵水從裂口奪路而出。當溫度高達一千多攝氏度的鐵水碰上爐旁一條水溝里的水時,剎那間,“轟”的一聲震天動地的巨響,整個車間被掀掉了。水為什么會產(chǎn)生這么大的相當于TNT炸藥的威力呢?這是因為水本來是很穩(wěn)定的,如遇高溫便會發(fā)生下面的反應,3Fe + 4H2O  == Fe3O4 + 4H2↑。當一千多攝氏度的鐵水流入水溝時,在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生了大量的這種易燃易爆氣體,并且被鐵水的高溫點燃,所以輕而易舉地把巨大的生產(chǎn)車間給炸掉了。正是因為水遇高溫后產(chǎn)生這種氫氧混合氣體的性質(zhì),鋼鐵廠里的鐵水包,在注入熾熱的鐵水與鋼水之前,必須進行充分的干燥處理,不讓包中留下一滴水,以防止爆炸事故的發(fā)生。

我們知道,水在通電的情況可以分解為氫氣和氧氣,而點燃氫氣和氧氣的混合氣體就會發(fā)生爆炸。在做氫氣燃燒的實驗時,如果我們不小心收集了混有氧氣或空氣的氫氣,那么我們不是在點燃,而是在引爆。那樣會使人受到傷害,實驗儀器受損。

你看到過“用水點火”的實驗嗎?在酒精燈的燈芯里,放入綠豆那么大的一粒切除了表面氧化物的金屬鉀,用水一“點”,酒精燈就馬上被點著了。這是金屬鉀遇水發(fā)生了劇烈的化學反應的緣故,生成了氫氧化鉀和氫氣,同時還放出了大量的熱,使酒精燃燒起來。由此可見,當鈉、鉀等化學物質(zhì)發(fā)生燃燒時,如果在上面澆水,那么比往火上澆油還要危險。

科學實驗證明,向液體燃料油中噴水,使油霧化后燃燒,可使火焰更旺,而摻入的水量竟然可達三分之一。這是怎么回事呢?人們利用顯微鏡快速攝影技術進行了研究,終于發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘。原來,噴入的水處在這些燃料油的微滴當中。當油滴燃燒時,水受熱變?yōu)樗魵,膨脹的水蒸氣將油滴炸得粉碎,從而使油與空氣混合成了油氣。這樣一來,燃料油同空氣中的氧氣混合得更充分了,燃燒當然進行得更迅速。因而火焰也就更旺了。由于這個實驗具有巨大的經(jīng)濟意義,人們就采用這個做法使劣質(zhì)的燃料油和廢棄的石油得到利用,還可將含有大量可燃性成分的污水補加適量的重油,作為燃料使用,甚至可用來發(fā)電。這樣既處理了污水,保護了環(huán)境,又增加了燃料的來源,真可謂是一舉兩得。


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