Wie unterdrückt Heptafluorpropan das Feuer?

Hier steht , dass dies durch „Hemmung der Kettenreaktion“ geschieht. Was bedeutet das konkret? Bindet sich $ \ ce {O2} $ an das Heptafluorpropan?

Kommentare

  • @CurtF. Und das meiste brennende Material ist schwerer als Luft und neigt daher dazu, in Bodennähe zu brennen. Wenn Sie also den Sauerstoff höher drücken können, auch wenn er nicht ' aus dem Raum entweicht, Beim Verschieben können die Flammen immer noch verhungern.

Antwort

Curt F. hat wahrscheinlich Recht mit seiner Schätzung, dass Heptafluorpropan löscht Feuer hauptsächlich mit physischen Mitteln. Laut einer Übersicht von Choy und Fong „Eine Einführung in Reinigungsmittel: Heptafluorpropan“ ( Int. J. on Eng. Performance-Based Fire Codes)

, Band 5, Nr. 4, S. 181 $ – $ 184, $ 2003 $ ),

Bei Heptafluorpropan überwiegt der Beitrag physikalischer Mechanismen zum Löschen von Bränden gegenüber dem chemischen Mechanismus. Es unterdrückt Brände hauptsächlich durch

  • Entziehen von Wärme aus der Flammenreaktionszone,
  • Verringern der Flammentemperatur unter die Temperatur, die erforderlich ist, um durch eine Kombination von Wärme ausreichend hohe Reaktionsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten der Verdampfungskapazität [und] der Wärmekapazität.

Sie fügen hinzu, dass

Sauerstoffmangel spielt eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Flammentemperatur. Die Energie, die beim Zersetzen des Mittels durch Aufbrechen der Fluorbindung (en) absorbiert wird, ist sehr wichtig, insbesondere im Hinblick auf die Bildung der Zersetzungsproduktion.

Der chemische Effekt ist tatsächlich wirksam beinhalten die Bindung von aktiven Radikalspezies. Betrachten Sie als Beispiel die Mischung $ \ ce {H2 / O2} $ . Die primären aktiven Spezies sind $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ -Radikale.

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

Die Kette beginnt zu wachsen.

$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {zwei reaktive sp. anstelle von einem} \ ce {H ^ {\ kugel} + O2 – > OH ^ {\ kugel} + O ^ \ kugel} $$ $$ \ tag {zwei reaktive sp. anstelle von einem} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ chain} + H ^ \ bullet} $$

Die beiden unteren Schritte zeigen besonders deutlich, warum Brände heftige und schnelle Reaktionen sind (nach Ablauf der Inkubationszeit). Die chemische Löschwirkung von Heptafluorpropan ergibt sich aus der thermischen Zersetzung kleiner Mengen Heptafluorpropan in der Flamme, die fluorierte Fragmente bilden, wie z $ \ ce {CF3} $ und $ \ ce {CF2} $ Diese verbrauchen dann den Schlüssel Arten, die sich in der Verbrennungskette ausbreiten $ \ ce {H} $ und $ \ ce {O} $ , aber in geringerem Maße auf $ \ ce {OH} $ -Radikalen. Die Geschwindigkeit der kettenverzweigten Verbrennungsreaktion nimmt ab, die chemische Flamme wird gehemmt und die Flammenausbreitung wird gestoppt . (Choy, Fong)


Um die chemische Hemmung zu erhöhen, ist Heptafluorpropan (oder HFC-227ea) manchmal gemischt mit $ \ ce {NaHCO3} $ .

Flammenhemmung durch Natriumspezies ist glaubte zu sein aufgrund des chemischen Auffangens wichtiger Radikalspezies ( z. B. , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) in der Flamme.

Quelle: Skaags, „Bewertung der Feuerlöschmechanik für HFC-227ea in Kombination mit $ \ ce {NaHCO3} $ „, US Army Research Laboratory , Link


One kommerzielle Quelle gruppiert im Gegensatz zu Wikipedia Pentafluorethan zusammen mit Heptafluorpropan.

Feuerunterdrückung

Quelle: Unternehmensgruppe " RealSnabService "


Weiterführende Literatur, ausführlichere Diskussion und verwandte Themen:

  • Luo et al. . „Wirkung von Fluorkohlenwasserstoffen und Perfluorkohlenwasserstoffen auf die Unterdrückungseffizienz von $ \ ce {CH3I} $ „. Forschungsgruppe Prozesssicherheit und Umweltschutz. Link
  • Williams, et al. .“Zwischenspeziesprofile in durch 2-H-Heptafluorpropan inhibierten Niederdruck-Methan / Sauerstoff-Flammen: Vergleich experimenteller Daten mit kinetischer Modellierung“. Jahreskonferenz über Feuerforschung, $ 1998 $ . Link
  • Sheinson. „Heptafluorpropan mit Wassersprühkühlsystem als Gesamtflutung Halon 1301-Ersatz: Systemimplementierungsparameter“. Navy Technologiezentrum für Sicherheit und Überlebensfähigkeit. Link
  • Grosshandler, et al. . „Aussterben von Fluorkohlenwasserstoffflammen mit F / H-Verhältnissen von Einheit und größer“. Jahreskonferenz über Feuerforschung, $ 1998 $ . Link

Kommentare

  • Dies ist eine viel bessere Antwort als meins. Ich empfehle, die akzeptierte Antwort auf diese zu ändern.
  • Es ist ' OK, @CurtF. Wir vermitteln einen ähnlichen Punkt; dass diese Verbindungen ' primäre Löschmittel eher physikalischen als chemischen Ursprungs sind. Auf jeden Fall danke für deinen freundlichen Kommentar! Hier haben Sie einige wohlverdiente Gegenstimmen zu Ihren vorherigen Antworten. 🙂
  • BIS: StackExchange / Chemie-Experten sind sehr höflich.

Antwort

Diese Wikipedia-Seite zur Gasbrandbekämpfung ist nicht sehr gut. Es fällt mir sehr schwer zu glauben, dass Pentafluorethan einen anderen Mechanismus zur Brandbekämpfung aufweist als Heptafluorpropan. Ich vermute, dass alle Inertgasmittel durch Senkung der Sauerstoffkonzentration wirken, sowohl durch einfache Verdünnung als auch aufgrund ihrer Dichte, die Sauerstoff am Boden eines Raums, in dem Feuer wahrscheinlicher ist, selektiv verdrängt (brennbare Materialien, wie alle Materialien, werden selten an der Decke aufbewahrt).

Räume sind normalerweise nicht hermetisch abgedichtet. Wenn Sie also plötzlich viel Gas in einem freisetzen, baut sich überhaupt kein Druck auf. Durch Undichtigkeiten durch Türen, Fenster und Lüftungsschlitze kann das gesamte Gas den Raum verlassen. Dadurch sinkt der Sauerstoff im Raum, wenn er durch das neue Gas verdünnt wird. Wenn sich die Lüftungsschlitze hoch oben im Raum befinden, können Sauerstoff und andere weniger dichte Gase selektiv verdrängt werden.

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