Como o heptafluoropropano suprime o fogo?

Curt F. provavelmente está correto em sua estimativa de que heptafluoropropano extingue o fogo principalmente por meios físicos. De acordo com uma visão geral de 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 $ ),

Para o heptafluoropropano, a contribuição dos mecanismos físicos para a extinção de incêndios predomina sobre o mecanismo químico. Ele suprime incêndios principalmente

• extraindo calor da zona de reação da chama,
• reduzindo a temperatura da chama abaixo do que é necessário para manter taxas de reação suficientemente altas por uma combinação de calor de vaporização [e] capacidade de calor.

Eles acrescentam isso,

O esgotamento do oxigênio desempenha um papel importante na redução da temperatura da chama. A energia absorvida na decomposição do agente pela quebra das ligações de flúor é bastante importante, particularmente no que diz respeito à formação da produção de decomposição.

O efeito químico realmente envolvem amarrar espécies radicais ativas. Como exemplo, considere a mistura $ \ ce {H2 / O2} $ . As espécies ativas primárias são $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ radicais.

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

A cadeia começa a crescer.

$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {two reative sp. em vez de um} \ ce {H ^ {\ bullet} + O2 – > OH ^ {\ bullet} + O ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {dois sp reativos. em vez de um} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ bullet} + H ^ \ bullet} $$

As duas etapas inferiores mostram claramente porque os incêndios são reações violentas e rápidas (após o período de incubação terminar). O efeito químico de extinção do heptafluoropropano surge da

[—-] da decomposição térmica de pequenas quantidades de heptafluoropropano na chama que forma fragmentos fluorados, como $ \ ce {CF3} $ e $ \ ce {CF2} $ . Estes irão consumir a chave espécies de propagação de cadeia de combustão $ \ ce {H} $ e $ \ ce {O} $ , mas em menor grau nos radicais $ \ ce {OH} $ . As taxas de reação de combustão de ramificação em cadeia diminuirão, a chama química é inibida e a propagação da chama é interrompida . (Choy, Fong)

---

Para aumentar a inibição química, heptafluoropropano (ou HFC-227ea) é às vezes misturado com $ \ ce {NaHCO3} $ .

A inibição de chamas por espécies de sódio é acreditado ser devido à eliminação química das principais espécies radicais ( por exemplo, , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) na chama.

fonte: Skaags, “Assessment of the Fire Suppression Mechanics for HFC-227ea Combined with $ \ ce {NaHCO3} $ “, EUA Laboratório de Pesquisa do Exército , link

---

Um fonte comercial , ao contrário da Wikipedia, agrupa pentafluoroetano junto com heptafluoropropano.

fonte: Grupo de empresas " RealSnabService "

---

Leituras adicionais, discussão mais aprofundada e tópicos relacionados:

• Luo et al. . “Efeito dos Hidrofluorcarbonos e Perfluorocabons na Eficiência de Supressão de $ \ ce {CH3I} $ “. Grupo de Pesquisa de Segurança de Processos e Proteção Ambiental. link
• Williams, et al. .”Perfis de espécies intermediárias em chamas de metano / oxigênio de baixa pressão inibidas por 2-H Heptafluoropropano: comparação de dados experimentais com modelagem cinética”. Conferência Anual sobre Pesquisa de Incêndio, $ 1998 $ . link
• Sheinson. “Heptafluoropropano com sistema de resfriamento por spray de água como substituição total do halon 1301 de inundação: parâmetros de implementação do sistema”. Centro de Tecnologia da Marinha para Segurança e Sobrevivência. link
• Grosshandler, et al. . “Extinção de Chamas de Hidrofluorocarbono com Razões F / H de Unidade e Maior”. Conferência Anual sobre Pesquisa de Incêndio, $ 1998 $ . link

Comentários

• Esta é uma resposta muito melhor que o meu. Recomendo trocar a resposta aceita por esta.
• É ' OK, @CurtF. Transmitimos um ponto semelhante; que esses compostos ' meios primários de extinção são de origem física e não química. Em qualquer caso, obrigado pelo seu comentário amável! Aqui, tenha alguns votos positivos bem merecidos em suas respostas anteriores. 🙂
• TIL: StackExchange / Especialistas em química são muito educados.

Essa página da Wikipedia sobre supressão de fogo gasoso não é muito boa. É muito difícil para mim acreditar que o pentafluoroetano tenha um mecanismo de supressão de fogo diferente do heptafluoropropano. Suspeito que todos os agentes de gases inertes atuam diminuindo a concentração de oxigênio, tanto por diluição simples quanto em virtude de sua densidade, deslocando seletivamente o oxigênio no fundo de uma sala, onde o fogo é mais provável (materiais inflamáveis, como todos os materiais, raramente são armazenados no teto).

Os cômodos geralmente não são hermeticamente fechados, portanto, se você liberar muito gás em um, a pressão não aumentará muito. Vazamentos através de portas, janelas e aberturas permitirão que todo o gás saia da sala. Assim, o oxigênio na sala diminuirá à medida que for diluído pelo novo gás. Se as aberturas estiverem no alto da sala, o oxigênio e outros gases menos densos podem ser deslocados seletivamente.