점화원 에너지,전기불꽃, 정전기, 자연발화, 자연발화의 조건 , 연소의 요소 , 가연성 물질, 산소공급원, 산화재, 자기반응성 물질,

[삼척대학교]

3장 연소의 요소

[05, 경남, 서울특, 주앙특, 06 서울, 경기, 07 강원, 경북, 충남특, 08 인천, 09 대전, 인천, 10 경기 ]

⑴ 가연물이 연소하기 위해서는 산소공급원 및 점화원이 있어야만 정상적인 연 소의 화학반응을 유지할 수 있다.

⑵ 연소의 4요소 : 가연물, 산소공급원, 점화원, 순조로운 연쇄반응이 추가

[연소의 3요소]

[연소의 4요소]

1절 가연성 물질

① 가연물은 탈 수 있는 물질로서 산소공급원을 산화제라 한다면 가연물은 환원제로 설명할 수 있다. 가연물의 대부분은 유기화합물이다.

② 가연성 물질의 위험도 기준은 가연성 액체는 인화점을 기준으로 하고, 가 연성 기체는 연소 범위를 기준으로 한다[08 경남]

➂ 가연물의 조건 [05, 제주, 경남, 중앙특, 06 , 서울특, 경기, 07 강원, 경북, 충 남특, 08 인천, 대전 09 대전, 서울, 인천, 10 경기 ]

㈎ 지연성가스 또는 조연성 가스인 산소, 염소 등과 친화력이 클 것

㈏ 산화되기 쉽고 반응열이 클 것(연소열이 클 것)

㈐ 열전도율이 적을 것(기체<액체<고체)

㈑ 표면적이 클 것(기체>액체>고체)

㈒ 연쇄반응이 일어나는 물질일 것

㈓ 활성화에너지가 작을 것(점화에너지가 작을 것)

*. 화학 활성에너지는 클 것

③ 가연물질이 될 수 없는 조건 [ 07 경기. 06부산, 울산, 08 대전]

㈎ 흡열반응물질 : 산화반응이라도 흡열반응 물질은 가연물에서 제외된다.

㈏ 불활성기체 :은 화학적으로 안정하여 반응하지 않 는다.

㈐ 산화반응이 완결된 물질 : 이미 산화된 물질인 등은 더 이상 산 소와 결합하지 않는다.

④ 가연물이 될 수 없는 물질

(가) 주기율표의 0족 원소 : 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈

(나) 산소와 더 이상 반응하지 않는 물질 : 물, 이산화탄소, 산화알루미늄, 오산화인

2절 산소공급원 [08 전북특]

1. 공기

일반적으로 공기중에 함유되어 있는 산소(O2)의 양은 용량으로 계산하면 전체 공기의 양에 대하여 21용량%(vol%)이며, 질량으로 계산하면 23중량%(wt%)로 존재하고 있어 연소에 필요한 산소는 공기중의 산소가 이용되고 있다.

[표 7] 공기의 조성범위

성 분 조성비	산 소	질 소	이산화탄소	희가스
용량(vol%)	20.99	78.03	0.03	0.95
중량(wt%)	23.15	75.51	0.04	1.30

3절. 점화원 에너지 [06 울산특, 07 서울, 08 경남, 대전, 경북]

연소반응이 일어나려면 가연물과 산소공급원이 적절한 조화를 이루어 연소범위를 만들었을 때 외부로부터 최소의 활성화 에너지가 필요한데 이를 점화원이라 하며 전기불꽃, 충격 및 마찰, 단열압축, 나화 및 고온표면, 정전기 불꽃, 자연발화, 복사열 등이 있다.

1. 전기불꽃

전기설비의 회로상에서나 전기기기․기구 등을 사용하는 장소에서 접점스파크나 고전압에 의한 방전, 조명기구 등이 파손되면서 과열된 필라멘트가 노출되는 경우, 자동제어기의 경우 릴레이의 접점, 모터의 정류자 등 작은 불꽃에서도 충분히 가연성 가스를 착화시킬 수 있는 에너지가 있다.

2. 충격 및 마찰

3. 단열 압측

4. 나화 및 고온표면

5. 정전기 불꽃

. 1)★ 정전기를 방지하기 위한 예방대책은

1) 정전기의 발생이 우려되는 장소에 접지시설을 한다.

2) 실내의 공기를 이온화하여 정전기의 발생을 예방한다.

3) 정전기는 습도가 낮거나 압력이 높을 때 많이 발생하므로 습도를 70% 이상으로 한다.

4) 전기의 저항이 큰 물질은 대전이 용이하므로 전도체 물질을 사용한다.

6 자연발화 (암기법: 분산흡미중)

1) 자연발화의 정의

인위적으로 가열하지 않아도 원면, 고무분말, 셀룰로이드, 석탄, 프라스틱의 가소제, 금속가루 등의 경우 일정한 장소에 장시간 저장하면 열이 발생하여 축적됨으로서 발화점에 도달하여 부분적으로 발화되는 현상을 말한다.

2) 자연발화를 일으키는 열원 [06 경남, 경북, 충북, 07, 대전, 서울]

(1) 분해열에 의한 발열 : 셀룰로이드, 니트로셀룰로우스

(2) 산화열에 의한 발열 : 석탄, 건성유

(3) 발효열(미생물)열에 의한 발열 : 퇴비, 먼지

(4) 흡착열에 의한 발열 : 목탄, 활성탄 등이 있다.

(5) 중합열: 작고 많은 분자가 큰 분자량의 화합물로 변화 때,

예, 시안화수소, 산화에틸렌

3) 자연발화의 조건 [07 충북, 경남, 08 전북]

(1) 열전도율이 적고, 주의온도 상승, 고온 발열량, 다습, 비표면적 적어 한 다.

(2) 3류 위험물인 황린은 공기 중에서 자연 발화 함으로 물속에 저장하여 자 연 발화를 예방한다.

4) 자연 발화에 영향을 주는 요소 [07전북, 08 강원]

- 열의 축적 용이