Номер 10, страница 75 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

10. В практике предупреждения пожаров используются специальные вещества, понижающие горючесть, – антипирены. Подготовьте сообщение об антипиренах.

Антипирены (от греч. anti- — против и pyr — огонь) — это специальные вещества или смеси, которые добавляют в материалы органического происхождения (например, в древесину, пластмассы, ткани) для снижения их горючести. Их основная задача — замедлить или предотвратить воспламенение, замедлить распространение пламени и уменьшить образование дыма, тем самым повышая пожарную безопасность изделий и конструкций.

Принцип действия антипиренов

Механизмы, с помощью которых антипирены защищают материал от огня, разнообразны и могут работать как по отдельности, так и в комплексе. Основные принципы действия следующие:

1. Физическое воздействие:

• Охлаждение. При нагревании некоторые антипирены (например, гидроксиды алюминия $Al(OH)_3$ и магния $Mg(OH)_2$) разлагаются с поглощением большого количества тепла (эндотермическая реакция) и выделением негорючего водяного пара. Это охлаждает материал до температуры ниже точки воспламенения. Например: $2Al(OH)_3 \rightarrow Al_2O_3 + 3H_2O$.

• Разбавление. Выделяющиеся негорючие газы (вода, углекислый газ, азот) разбавляют горючие газы, выделяемые материалом при пиролизе, и снижают концентрацию кислорода в зоне горения, "оттесняя" его от поверхности.

• Создание защитного слоя. Некоторые антипирены при нагреве плавятся и образуют на поверхности материала стекловидную пленку (например, на основе борной кислоты), которая перекрывает доступ кислорода и тепла к материалу.

2. Химическое воздействие:

• В газовой фазе. Галогенсодержащие антипирены при нагревании выделяют активные частицы (радикалы), которые вступают в реакцию с активными радикалами пламени (H• и OH•), обрывая цепные реакции горения.

• В конденсированной (твердой) фазе. Фосфорсодержащие антипирены при нагреве образуют на поверхности материала плотный слой обугленного материала — кокса. Этот коксовый слой действует как теплоизолятор, защищая внутренние слои материала от дальнейшего прогрева и разложения.

Ответ: Антипирены действуют физически (охлаждая материал, разбавляя горючие газы, создавая защитную пленку) и химически (прерывая цепные реакции в пламени и способствуя образованию защитного коксового слоя).

Классификация антипиренов

Антипирены классифицируют по химической природе и способу введения в материал.

По химическому составу:

• Неорганические соединения: Наиболее распространенная группа. К ним относятся гидроксид алюминия, гидроксид магния, соединения бора (бура, борная кислота), сульфат аммония, фосфаты аммония, оксид сурьмы(III) ($Sb_2O_3$), который часто используется как синергист (усилитель) для галогенсодержащих антипиренов.

• Галогенсодержащие: Соединения, содержащие хлор или бром. Они очень эффективны, но их использование сокращается из-за экологических проблем: при горении они могут выделять токсичные и коррозионно-активные вещества.

• Фосфорсодержащие: Органические и неорганические соединения фосфора (красный фосфор, фосфаты, полифосфаты). Считаются более экологичной альтернативой галогенам. Эффективны для полимеров и целлюлозных материалов.

• Азотсодержащие: Например, меламин и его производные. Часто используются в комбинации с фосфорсодержащими антипиренами для достижения синергетического эффекта.

По способу введения:

• Аддитивные: Механически смешиваются с материалом (например, с полимерным расплавом). Могут со временем "выпотевать" на поверхность изделия.

• Реактивные: Вступают в химическую реакцию с основным материалом и становятся частью его макромолекулярной структуры. Обеспечивают постоянную огнезащиту.

Ответ: Антипирены делятся на неорганические, галоген-, фосфор- и азотсодержащие; они могут быть аддитивными (смешиваются) или реактивными (химически встраиваются в материал).

Применение антипиренов

Огнезащитные составы на основе антипиренов широко применяются в различных отраслях для обеспечения пожарной безопасности:

• Строительство: Пропитка древесины и деревянных конструкций, добавки в лакокрасочные материалы, теплоизоляционные материалы (пенополистирол, пенополиуретан), кабели и провода.

• Текстильная промышленность: Обработка тканей для спецодежды (пожарных, сварщиков), обивки мебели, ковровых покрытий, штор, особенно в общественных местах (театры, гостиницы).

• Электроника и электротехника: Корпуса бытовой техники (телевизоров, компьютеров), печатные платы, изоляция проводов.

• Транспорт: Элементы интерьера автомобилей, самолетов, железнодорожных вагонов (сиденья, панели, напольные покрытия).

Выбор конкретного антипирена зависит от типа защищаемого материала, условий эксплуатации, требований к эффективности и экологической безопасности, а также стоимости.

Ответ: Антипирены применяются для защиты от возгорания строительных материалов, текстиля, пластиков в электронике и деталей интерьера на транспорте.