In che modo leptafluoropropano sopprime il fuoco?

Curt F. probabilmente ha ragione nella sua stima che leptafluoropropano spegne il fuoco principalmente con mezzi fisici. Secondo una panoramica di Choy e Fong, “An Introduction to Clean Agents: Heptafluoropropane” ( Int. J. on Eng. Performance-Based Fire Codes , vol. 5, nr 4, p. 181 $ – $ 184, $ 2003 $ ),

Per leptafluoropropano, il contributo dei meccanismi fisici allestinzione degli incendi predomina sul meccanismo chimico. Sopprime gli incendi principalmente

• estraendo calore dalla zona di reazione alla fiamma,
• riducendo la temperatura della fiamma al di sotto di quella necessaria per mantenere velocità di reazione sufficientemente elevate mediante una combinazione di calore di vaporizzazione [e] capacità termica.

Aggiungono che,

Lesaurimento dellossigeno gioca un ruolo importante nella riduzione della temperatura della fiamma. Lenergia assorbita nella decomposizione dellagente rompendo i legami fluoro è piuttosto importante, in particolare per quanto riguarda la formazione della produzione di decomposizione.

Leffetto chimico lo fa coinvolgere legare specie radicali attive. Ad esempio, considera la miscela $ \ ce {H2 / O2} $ . Le specie attive primarie sono i $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ radicali.

$$ \ ce {H2 + O2 – > 2OH ^ \ bullet} $$

La catena inizia a crescere.

$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {due reattive sp. invece di uno} \ ce {H ^ {\ bullet} + O2 – > OH ^ {\ bullet} + O ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {due reattive sp. invece di uno} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ bullet} + H ^ \ bullet} $$

I due passaggi inferiori mostrano in modo particolarmente chiaro perché gli incendi sono reazioni violente e rapide (al termine del periodo di incubazione). Leffetto estinguente delleptafluoropropano deriva dalla

[—-] la decomposizione termica di piccole quantità di eptafluoropropano nella fiamma che formano frammenti fluorurati come $ \ ce {CF3} $ e $ \ ce {CF2} $ . Questi utilizzeranno quindi la chiave specie che propagano la catena di combustione $ \ ce {H} $ e $ \ ce {O} $ , ma in misura minore sui radicali $ \ ce {OH} $ . La velocità della reazione di combustione con ramificazione a catena diminuirà, la fiamma chimica viene inibita e la propagazione della fiamma viene arrestata . (Choy, Fong)

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Per aumentare linibizione chimica, leptafluoropropano (o HFC-227ea) è a volte mescolato con $ \ ce {NaHCO3} $ .

Linibizione della fiamma da parte delle specie di sodio è creduto di essere a causa dello scavenging chimico delle principali specie di radicali ( es , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) nella fiamma.

fonte: Skaags, “Assessment of the Fire Suppression Mechanics for HFC-227ea Combined with $ \ ce {NaHCO3} $ “, USA Army Research Laboratory , link

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One fonte commerciale , a differenza di Wikipedia, raggruppa il pentafluoroetano insieme alleptafluoropropano.

fonte: Group of Companies " RealSnabService "

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Ulteriori letture, discussioni più approfondite e argomenti correlati:

• Luo et al. . “Effetto degli idrofluorocarburi e dei perfluorocaburi sullefficienza di soppressione di $ \ ce {CH3I} $ “. Gruppo di ricerca sulla sicurezza dei processi e sulla protezione dellambiente. link
• Williams, et al. .”Profili di specie intermedie nelle fiamme di metano / ossigeno a bassa pressione inibite dalleptafluoropropano 2-H: confronto dei dati sperimentali con la modellazione cinetica”. Conferenza annuale sulla ricerca sul fuoco, $ 1998 $ . link
• Sheinson. “Eptafluoropropano con sistema di raffreddamento a spruzzo dacqua come sostituzione totale dellHalon 1301 a inondazione: parametri di implementazione del sistema”. Navy Technology Center for Safety and Survivability. link
• Grosshandler, et al. . “Estinzione delle fiamme di idrofluorocarburi con rapporti F / H di unità e maggiori”. Conferenza annuale sulla ricerca sul fuoco, $ 1998 $ . link

Commenti

• Questa è una risposta molto migliore della mia. Consiglio di cambiare la risposta accettata a questa.
• È ' OK, @CurtF. Trasmettiamo un punto simile; che questi ' mezzi di estinzione primari sono di origine fisica piuttosto che chimica. In ogni caso grazie per il tuo gentile commento! Ecco alcuni meritati voti positivi sulle tue precedenti risposte. 🙂
• TIL: StackExchange / gli esperti di chimica sono molto gentili.

Quella pagina di wikipedia sulla soppressione degli incendi gassosi non è molto buona. È molto difficile per me credere che il pentafluoroetano abbia un meccanismo di soppressione del fuoco diverso dalleptafluoropropano. Ho il sospetto che tutti gli agenti di gas inerti agiscano abbassando la concentrazione di ossigeno, sia per semplice diluizione sia in virtù della loro densità che sposta selettivamente lossigeno sul fondo di una stanza, dove è più probabile che si verifichi un incendio (materiali infiammabili, come tutti i materiali, sono raramente conservati sul soffitto).

Le stanze di solito non sono sigillate ermeticamente, quindi se improvvisamente si sprigiona molto gas in uno, la pressione non si accumula affatto. Le perdite attraverso porte, finestre e prese daria faranno uscire tutto il gas dalla stanza. Così lossigeno nella stanza scenderà mentre viene diluito dal nuovo gas. Se le prese daria sono in alto nella stanza, lossigeno e altri gas meno densi potrebbero essere spostati selettivamente.