Почему щелочные металлы нельзя тушить водой

Обновлено: 28.09.2024

Название «щелочные металлы» произошло от их способности в реакциях с водой образовывать щелочи — основания, растворимые в воде. Слово «выщелачивать» славянского происхождения. В переводе оно означает «растворять».

Щелочными называют металлы IA группы таблицы Менделеева. Их шесть: литий, натрий, рубидий, калий, цезий, франций. По внешнему виду они представляют собой металлы серебристо-белого цвета, за исключением цезия — он золотисто-желтый. Основные физические свойства простых веществ:

пластичность;
мягкость;
невысокая плотность;
высокая химическая активность;
легкая окисляемость;
электропроводность;
теплопроводность;
легкоплавкость.

В связи со способностью быстро окисляться, т.е. вступать в реакцию с кислородом и другими веществами, в природе они встречаются в форме соединений.

Соли щелочных металлов окрашивают пламя спиртовки в различные цвета:

В отличие от этих двух представителей, литий, рубидий, цезий не встречаются в природе часто. Следовательно, они относятся к группе редких металлов. Франций — искусственно полученный элемент, отличающийся радиоактивностью.

Калий и натрий являются участниками водно-солевого, а также кислотно-щелочного баланса организма человека. Эти элементы важны для циркуляторных процессов крови, деятельности энзимов. Для жизнедеятельности растений особенно важен калий.

Щелочные металлы имеют валентность, равную единице (степень окисления +1).

Поскольку данная группа элементов в системе Менделеева следует непосредственно за инертными газами, у атомов щелочных металлов появляется новый энергетический уровень, на котором содержится один электрон. Электронная конфигурация — ns1.

Поскольку любой атом стремится приобрести конфигурацию инертного газа, атомы щелочных металлов способны легко отдать валентные электроны и проявлять восстановительные свойства. Этот факт свидетельствует о невысоких значениях энергии ионизации их атомов, а также о низких значениях электроотрицательности.

Сверху вниз по группе наблюдается увеличение радиуса атомов, снижение электроотрицательности, увеличение восстановительных свойств простых веществ.

Какие элементы относятся к щелочным металлам

Перечень щелочных металлов:

литий — Li;
натрий — Na;
калий — K;
рубидий — Rb;
цезий — Zs;
франций — Fr.

Они занимают IA группу в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Электронная формула, в какую группу входят

Строение атомов щелочных металлов, которые расположены в IA группе, можно свести к таблице следующего вида:

В роли окислителей в таких взаимодействиях участвуют простые и сложные вещества. Это могут быть неметаллы, органические соединения, кислоты, соли, оксиды.

Каждый элемент взаимодействует индивидуально.

Оксид в качестве продукта образовывается только в реакциях лития:

4 L i + O 2 = 2 L i 2 O

В случае с натрием в ходе реакции образуется пероксид, а с калием, рубидием, цезием — надпероксид:

2 N a + O 2 = N a 2 O 2

К реакциям с простыми веществами относится образование галогенидов:

2 N a + C l 2 = 2 N a C l

Рассматривая взаимодействие с H2, S, P, C, Si, необходимо знать, что для протекания данных реакций необходимо нагревание.

Литий реагирует с азотом при комнатной температуре.

Реакции с водой протекают у щелочных металлов по-разному: литий — спокойно, всплывая на поверхность жидкости, натрий реагирует более активно с образованием пламени, калий, цезий и рубидий реагируют со взрывом. В общем виде

2 M + 2 H 2 O = 2 M O H + H 2 (М – металл)

В два этапа протекают реакции с кислотами. Металл сначала вступает в реакцию с водой, а после, в момент образования щелочи, она реагирует с разбавленной кислотой и нейтрализуется. Такие реакции часто протекают со взрывом, поэтому на практике проводятся редко.
В результате реакции с аммиаком образуются амиды:

2 L i + 2 N H 3 = 2 L i N H 2 + H 2

Взаимодействие с этанолом, фенолами, в ходе которого щелочные металлы замещают атомы водорода в гидроксильной группе ОН этих соединений:

2 N a + 2 C 2 H 5 O H = 2 C 2 H 5 O N a + H 2

Щелочные металлы могут использоваться для восстановления других металлов, к примеру, алюминия:

3 N a + A l C l 3 = A l + 3 N a C l

Физические свойства щелочных металлов объясняются металлической связью в кристаллической решетке. Для них характерен металлический блеск, отличная ковкость, пластичность, тепло- и электропроводность.

Самым твердым из всей группы является литий, а самая высокая плотность у цезия. Некоторые физические свойства щелочных металлов в сравнении представлены в следующей таблице:

Из таблицы следует, что все элементы получили свое применение благодаря низким температурам плавления (кипения). Их значения снижаются по мере увеличения порядкового номера в Периодической системе Менделеева.

Все металлы, за исключением лития, настолько мягки, что их можно разрезать ножом или на специальном оборудовании раскатать в лист фольги.

Еще одно свойство, которое имеет практическое значение в промышленности — низкая плотность. Плотность лития, натрия и калия ниже плотности воды.

Указанные физические свойства обусловлены слабой связью электронов внешних слоев с атомами щелочных металлов. Поэтому энергия ионизации атомов невысокая, и они при взаимодействии друг с другом образуют металлическую связь.

В периодической таблице в начале каждого периода стоит элемент с низкой температурой плавления (щелочной металл). По мере увеличения порядковых номеров в периоде слева направо этот показатель сначала увеличивается к середине периода (IV А группа), где расположены элементы, образующие преимущественно атомные кристаллические решетки (C, Si).

Затем в конце периода температуры плавления снова уменьшаются, поскольку в VII-VIII группах расположены элементы, простые вещества которых характеризуются молекулярными кристаллическими решетками (галогены, благородные газы).

Меры предосторожности при работе с ними

Из-за высокой химической активности работа со щелочными металлами должна осуществляться с большой осторожностью. Для их хранения выделяются отдельные емкости, которые запаивают и помещают в них слой вазелинового масла или керосина. Тогда предотвращается взаимодействие с воздухом, в частности с кислородом, и исключается горение.

На каждом предприятии, где осуществляются работы с этими химическими элементами и их соединениями, разрабатываются специальные правила безопасности и меры предосторожности, исключающие наступление аварийных ситуаций и производственных травм.

Все сотрудники перед получением допуска к работе должны пройти обязательный производственный инструктаж, который бывает предварительный (перед началом работы) и периодический (через равные промежутки времени — ежеквартально, ежегодно). Они включают качественное изучение требований нормативных документов по безопасности труда и производственному нормированию.

Сотрудники на своих рабочих местах должны находиться в защитной спецодежде, быть оснащены средствами индивидуальной защиты (для органов зрения, дыхания, кожных покровов).

Поскольку растворы щелочных металлов — щелочи, их воздействие на кожу может привести к ожогам и раздражениям. Щелочи при попадании брызг в глаза могут спровоцировать отторжение ветвей глазного нерва и вызвать полную слепоту.

Выше описана возможность бурной реакции металлов с кислородом вплоть до взрыва. Поэтому рабочие места укомплектовываются средствами пожаротушения, которые периодически проходят технические проверки своей исправности. Щелочные металлы нельзя тушить водой, так как они вступают в реакцию с ней.

Натрий и калий можно тушить аргоном и азотом. Аргон эффективнее, поскольку существенно тяжелее воздуха. Литий продолжает гореть в атмосфере азота и диоксида углерода. Для тушения горящего лития разработаны специальные порошковые составы Вексон-D3 на основе различных флюсов и графита с гидрофобизирующими добавками.

С соблюдением техники безопасности проводится и утилизация отходов после работы. Они подвергаются нейтрализации с применением специальных составов, разрешенных для применения компетентными органами.

Получение простых веществ, где применяются

Чистый натрий можно получать путем электролиза расплава хлорида натрия с графитовыми электродами, обладающими инертностью. Поскольку в таком расплаве имеются ионы Na и Cl, в ходе электролиза на катоде восстанавливаются катионы натрия до металлического натрия, а на аноде — окисляются анионы хлора до газообразного хлора.

Тушение горящих щелочных металлов

Огнетушители порошковые для тушения металлов ОПС (з) класса D

Специальный огнетушитель порошковый предназначен для тушения горения металлов и металлосодержащих веществ, разделяется на подклассы пожара:
Огнетушители специального назначения на российском рынке оснащены баллонами и стволами-успокоителями.
Огнестушащее вещество (ОТВ) - специальные порошки, предназначенные для тушения подклассов пожара Д1, Д2 и ДЗ, сертифицированные для этих целей на территории Российской Федерации.

При выборе способа пожаротушения следует различать горение собственно щелочных металлов, горение водорода, выделяющегося в процессе взаимодействия металла с водой, и горение органического растворителя в присутствии щелочного металла.
Наиболее опасно, когда загорается сам щелочной металл, хотя такие случаи происходят редко.

Тушение натрия, калия и сплава натрий-калий

Наилучшие результаты при тушении этих металлов достигаются путем использования огнетушителей, снаряженных порошками Вексон-D и Вексон-D2. Порошок должен полностью покрыть поверхность горящего металла.
Горение прекращается также при засыпании металлов мелким сухим кварцевым песком, кальцинированной содой, мелкой поваренной солью. Поваренная соль предпочтительнее песка, поскольку при высокой температуре натрий и калий могут реагировать с диоксидом кремния.
Рекомендуемый иногда в качестве огнегасительного средства порошкообразный графит пригоден для тушения горящего натрия, но не калия. При горении калия и сплава калий-натрий образуется надпероксид калия, реагирующий с графитом со взрывом. Непригодны для подавления горения натрия и калия порошковые огнетушители, заряженные составом ПСБ на основе бикарбоната натрия и составом СИ-2, содержащим тетрафтордибромэтан.
Натрий и калий можно тушить аргоном и азотом.Аргон эффективнее, поскольку существенно тяжелее воздуха.
Диоксид углерода непригоден для тушения натрия и калия, однако углекислотным огнетушителем можно успешно потушить горящий растворитель в присутствии натрия. Обычно натрий не воспламеняется, пока не выгорит весь растворитель, так как пары растворителя защищают металл от контакта с кислородом воздуха. Иногда этот эффект удается использовать при тушении горящего металла. Если на горящий в какой-либо емкости натрий вылить небольшое количество керосина, образовавшийся в результате очаг пламени можно полностью загасить с помошью углекислотного огнетушителя.
Щелочной металл считается потушенным только после полного остывания.
Несгоревшие остатки металла тщательно собирают в толстостенный фарфоровый стакан и уничтожают обычным способом.

Тушение лития

Серьезную опасность представляет загоревшийся металлический литий.
Использование обычных средств пожаротушения (вода, пена, диоксид углерода, галогенпроизводные углеводородов) либо усиливает горение, либо ведет к взрыву. При температуре выше 950 °С литий быстро разрушает стекло, кварц, бетон, огнеупоры, реагирует с песком.
Литий продолжает гореть в атмосфере азота и диоксида углерода.
Непригодны для тушения хлорид и карбонат натрия, поскольку при контакте с этими солями горящий литий вытесняет натрий.
Нельзя применять также порошковые огнетушители, снабженные составами ABCE, хотя во многих инструкциях их ошибочно рекомендуют для тушения всех щелочных металлов.
Для тушения горящего лития разработаны специальные порошковые составы Вексон-D3 на основе различных флюсов и графита с гидрофобизирующими добавками. Не следует использовать также порошкообразный графит, хлорид лития, хлорид калия. При работе с литием помимо обычных средств пожаротушения необходимо иметь наготове достаточное количество одного из перечисленных порошков.
Литий можно потушить также, вытеснив воздух из очага горения аргоном. Подавать аргон следует так, чтобы струя газа не разбрызгивала жидкий металл. После прекращения горения остатки металла следует остудить в токе аргона.

Тушение пожаров водой

Одно из важных достоинств воды как средства огнетушения — постоянное наличие ее в любой лаборатории практически в неограниченном количестве.
Для тушения небольших очагов пламени всегда можно взять воду в ближайшем водопроводном кране.
При необходимости подачи большого количества воды пользуются внутренним пожарным водопроводом.
Особенно эффективно применение воды для тушения обычных твердых горючих материалов — дерева, бумаги, угля, резины, тканей, а также хорошо растворяющихся в воде ГЖ — ацетона, низших спиртов, органических кислот. Вода — предпочтительное средство для тушения горящей одежды.
Эффективность воды резко повышается при подаче ее в зону горения в виде распыленных струй (диаметр капель от 0,3 до 0,8 мм).
При этом орошается гораздо большая поверхность, расход воды снижается, а ее охлаждающее действие значительно повышается.
Охлаждающее и смачивающее действие воды используется не только для тушения огня, но и для предотвращения распространения пламени.
В тех случаях, когда очаг загорания не удастся быстро ликвидировать первичными средствами огнетушения, водой обливают расположенные поблизости материалы — мебель, оборудование, газовые баллоны, если их невозможно вынести.
Однако, несмотря на очевидные преимущества и в ряде случаев высокую эффективность воды, как огнетушащего средства, в условиях лабораторий область ее применения весьма ограничена.
Вода обладает значительной электропроводимостью и поэтому не может быть использована для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением.
Нельзя применять воду, если в зоне пожара находятся вещества, бурно с ней реагирующие (см. ниже).
Вода неэффективна при тушении горящих углеводородов и других не смешивающихся с ней жидкостей, если их плотность меньше единицы.
В некоторых случаях применение воды приводит не к прекращению, а к усилению горения, поскольку горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности воды, причем площадь горения значительно увеличивается.
Особенно опасно попадание, воды в горящие масляные бани или другие емкости с горящими высококипящими жидкостями или плавящимися при нагревании твердыми веществами.
В зависимости от количества воды и температуры жидкости происходит либо бурное вспенивание, либо разбрызгивание и выброс горящей жидкости, что приводит к резкому усилению интенсивности горения и распространению его очага.
Известны случаи тяжелых ожогов лица и рук при попытках погасить водой горящее в бане масло.
В то же время распыленными водяными струями с диаметром капель не более 0,8 мм можно с успехом тушить многие высококипящие горючие жидкости, в том числе дизельные, трансформаторные и смазочные масла, керосин и т. п.
Нельзя не считаться также с тем, что вода может необратимо повреждать оборудование, приборы, рабочую документацию, причем не только в аварийном помещении, но и на нижних этажах. Неоправданное ее применение для тушения небольших, загораний иногда может принести больший ущерб, чем непосредственное действие огня.
Ниже приведен краткий перечень веществ, при наличии которых в зоне пожара ни в коем случае нельзя применять воду и другие огнетушащие средства на основе воды:

Многие негорючие твердые и жидкие неорганические вещества — хлорид алюминия, тетрахлорид титана, оксид кальция, серная кислота, олеум, хлорсульфоновая кислота и др. при взаимодействии с водой образуют негорючие продукты, но выделяют большое количество теплоты, что может привести к взрывоопасному выбросу.
Сильный экзотермический эффект при контакте с водой некоторых органических веществ, например ацетилхлорида, уксусного ангидрида и др. приводит к испарению исходного вещества и горючих продуктов реакции и образованию большого объема взрывоопасной смеси. Опасно также разбрызгивание агрессивных жидкостей.
Некоторые неорганические вещества, например тионилхлорид, оксалилхлорид и др. выделяют при взаимодействии с водой токсичные и едкие газы (НСl, СО, S02), увеличивающие число опасных факторов пожара.

ООО"Тех-Групп" продажа противопожарного оборудования (огнетушители, рукава, пожарный инвентарь, гидранты, противогаз, клапан пожарный, ЗПУ, кронштейн для огнетушителя) возможность поставки в города: Ярославль, Москва, Новгород, Красноярск, Самара, Воронеж, Саратов, Тула, Уфа, Тюмень, Рыбинск, Вологда, Кострома, Иваново, Тверь, Челябинск, Курган, Кемерово, Краснодар, Южно-Сахалинск, Новосибирск, Орел, Удмуртия, Калуга Рязань, Брянск, Муром, Тамбов, Ульяновск, Оренбург, Пермь, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Чебоксары, Владимир, Тутаев, Ковров, Иркутск, Владивосток, Казань, Киров, Ижевск, Мурманск, Липецк, Белгород, Курск, Ливны, Елец, Тольятти, Волгодонск, Новоросийск, области, района, купить, куплю, цена, продать, продаю, аренда, Лабытнанги, Ухта, Карелия, Республика, Ростов, Ханты-мансийск, Петрозаводск, Сыктывкар, Абакан, Псков

Пожар класса «D» - горение металлов

Фраза «горение металлов» у многих вызывает недоумение. Люди далекие от вопросов пожарной безопасности уверены, что металлы не горят. Однако это не совсем так. Некоторые металлы способны не просто гореть, но даже самовоспламеняться.

Основные опасности, которые несут в себе разные металлы:

Алюминий – легкий электропроводный металл с довольно низкой температурой плавления (660°С), в связи с чем при пожаре может произойти разрушение алюминиевых конструкций. Но самым опасным является алюминиевый порошок, который несет в себе угрозу взрыва и может гореть.
Кадмий и многие другие металлы под воздействием высоких температур выделяют токсичные пары. Поэтому тушение горящих металлов следует производить в защитных масках.
Щелочные металлы (натрий, калий, литий) вступают в реакцию с водой, образуя при этом водород и количество теплоты, необходимой для его воспламенения.
Чугун в виде порошка при воздействии высоких температур или огня может взорваться. Искры от чугуна могут спровоцировать возгорание горючих материалов, находящихся вблизи.
Сталь, которая не считается горючим металлом, также может загореться, если она находится в порошкообразном состоянии или в виде опилок.
Титан – прочный металл, основной элемент стальных сплавов. Плавится он при высоких температурах (2000°С) и в больших конструкциях или изделиях не горит. Но маленькие детали из титана вполне могут воспламениться.
Магний – один из главных элементов в легких сплавах, придающий им пластичность и прочность. Гореть могут хлопья и порошок магния. Твердый магний также может воспламениться, но только если его нагреть до температуры выше 650°С.

Как видно, гореть способны в основном измельченные металлы в виде порошка, стружки, опилок. Помимо указанных опасностей, металлы могут также стать причиной травм, ожогов и увечий людей.

Тушение пожаров класса D

Горение класса D происходит на поверхности металла при очень высокой температуре и сильным искрообразованием.

Вода как огнетушащее вещество совершенно не подходит для металлических изделий и порошков, так как многие из них вступают в реакцию с ней, вследствие чего пожар может только усилиться. Также попадание воды на горящий металл может способствовать разбрызгиванию его на людей и окружающие предметы.

Песком также нельзя тушить горящие металлы. Его применение может привести к взаимодействию этих двух материалов и усилить горение.

Для тушения металлов чаще всего используют специальные сухие порошки. Причем для каждого метала необходимо подбирать свой состав.

Горение магния и сплавов на его основе подавляется посредством сухих молотых флюсов, применяемых при их плавке. Флюсы способствуют отделению очага возгорания от воздуха с помощью образующейся жидкой пленки.

Натрий, калий и их сплав тушатся огнетушителями или установками с огнетушащими порошками ПС-1 и ПС-2. Нередко для борьбы с возгоранием этих щелочных металлом используют поваренную соль, аргон и азот.

Горящий натрий можно потушить порошкообразным графитом.

Металлический литий в случае его воспламенения потушить очень непросто. Все самые распространенные огнетушащие вещества для этого не подходят (вода, углекислота, пена и т. д.).

Для устранения возгорания металлического лития были разработаны специальные порошковые смеси ПС-11, ПС-12 и ПС-13. В их основе – различные флюсы и графит с примесями.

Возгорание лития также можно подавить путем вытеснения воздуха из очага горения при помощи аргона.

Тушение горящих металлов

Возгорание металлов происходит в редких случаях. Для этого требуется наличие сразу двух факторов: нужное физическое состояние и высокая температура. Явление воспламенения металлов характерно лишь для «нестабильных» веществ, способных выпустить энергию.

Золото, например, плавится, а при высоких температурах улетучивается. Титан, точнее, его стружка, самопроизвольно воспламеняется даже при отсутствии кислорода. По причине различия металлов пожары с их горением выделяют в отдельную категорию – класс D.

Если разобраться в вопросе, из-за чего горят металлы, становится ясно, что реакция, вызывающая огонь, химического происхождения. Допускается ли тушение металлов водой – зависит от обстоятельств горения.

Большинство строительных металлических конструкций тушат при помощи обычного водного гидранта. Но когда речь заходит о металлосодержащих соединениях, применяют порошковые составы со специальной маркировкой «D».

Опасность воспламенения металлов

На предприятиях по переработке металлов и их соединений не понаслышке знают о взрывоопасности этих соединений. Персонал учитывает особенности окисления, воспламенения, горения веществ, а также применяет «правильные» огнетушители при пожаре.

Причин, по которым нагретый металл становится опасным, несколько.

Выделение ядовитых паров.
«Ошпаривание» брызгами, вспенивание.
Взрывы, в т. ч. в состоянии аэровзвеси.
Самовозгорание (пирофорность).
Искрообразование.
Реакция при тушении водой и некоторыми огнетушащими составами (хладон, азот и др.).
Высокая горючесть.
Безрезультатность тушения.

Пожары класса D подразделяются на несколько подгрупп. В первую относят горение легких и условно тяжелых металлов (D1). Это самая взрывоопасная категория соединений. Находясь в состоянии стружки или порошка, они легко самовоспламеняются. Если металл оформлен в лист (профиль) или слиток, то пожары возникают только в результате несоблюдения нужного теплообмена. То есть физическое трение не может привести к возгоранию.

Вторая категория (D2) – горение щелочных металлов, которые характеризуются в большей массе как способные к самовоспламенению. На своей поверхности они имеют неокисленную пленку. Чтобы добиться протекания реакции, этот слой должен истончиться до минимума.

Третья категория (D3) – горение металлосодержащих веществ, например, органические соединения или гидриды, связывающиеся с металлами. Образуют обширный класс материалов, различающихся как по природе горения (тление, активное пламя), так и по способности взрываться. Некоторые пожары сопровождаются выделением взрывного водорода, другие же – наполняют помещение пылевой взвесью, реакция ее предсказуема.

На заметку. Для тушения пожаров класса D выбирают ОПСН «D 1, 2, 3» (огнетушители порошковые специального назначения класса D). В качестве основного их свойства называют способность поглощать тепло без вступления в реакцию с металлом. Вещество создает на поверхности очага пожара слой, полностью покрывающий металл. Плотность и толщина реагентного состава регулируется с учетом рекомендованного расхода на 1 кв. м. в кг.

Особенности тушения пожаров класса D

Воспламенения с горением металлов происходят при высоких температурах и с выраженным искрообразованием. Чтобы потушить огонь, необходимо сбить температуру по всему периметру металла (стружки, порошка, опилок), а не только с поверхности.

Гашение пламени водой или песком почти всегда усугубляет ситуацию, так как вещества вступают в реакцию – происходит либо ошпаривание расположенных вблизи поверхностей, либо разрастание пламени.

Некоторые металлы огнетушащие средства не в состоянии погасить, так как порошки, в отличие от воды, не охлаждают поверхности. Процесс пожаротушения занимает много времени – пожарные удерживают горение до тех пор, пока температура не опустится ниже температуры самовоспламенения металла.

По результатам исследования пирофорности веществ этот недостаток ставит под сомнение эффективность некоторых порошковых составов и огнетушителей. К тому же тушение по современным меркам производят в помещениях объемом всего 300–600 куб. м. ввиду технических возможностей пожарных автомобилей. Высота струи – 10–25 м, под углом – не более 40–60 м, что также ограничивает подведение порошка к очагу.

Огнетушащие порошковые составы

На вопрос, какими огнетушащими порошковыми составами (ОПС) можно потушить горящие металлы, специалисты отвечают: порошком спецназначения типа D, за неимением используют универсальные (условно). Согласно ППБ, в частности, ГОСТ Р 53280.5 и НПБ174-98, металлы и их сплавы тушат ОПС с определенным набором характеристик – влажностью, плотностью, огнетушащей способностью, текучестью.

Состав порошка (реагент) подбирается производителем самостоятельно: это хлорид калия, окись магния, графит, фосфорно-калийные соли, карбонаты, сульфаты, силикагель. При этом ОПС обозначаются маркировкой «D», что говорит о невозможности использовать состав при тушении высоковольтных установок свыше 1000 В.

Реагенты подбираются с учетом рекомендаций по конкретному горючему металлу и общему своду правил для огнетушителей. Например, чтобы определить, какой порошок подействует на литий, требуется определить, к какой группе этот металл будет относиться – d1, d2 или d3. Так как литий – щелочное соединение, ОПС должен быть промаркирован отметкой «D2». В эксплуатационных документах к составу обычно указывается весь спектр применения.

Кстати. Плотность ОПС по сравнению с плотностью взрывоопасных (измельченных) металлов выше, благодаря чему он тонет в сплаве, увеличивается общая поверхность «очага». В результате расход огнетушащего вещества увеличивается в кратном размере. Подсчитано, что при разрастании площади металла (толщины) на 6 см потребуется в 5 раз больше порошка, чем за первый подход. Поэтому часто металлы предлагают не тушить. Если пространство ограничено (защищено), соединения со временем выгорают самостоятельно.

Ни один из способов тушения металлов не считается результативным. Однако, воду использовать не рекомендуется и вовсе. Металлы хорошо с ней контактируют, образуя оксиды и простые газы. Это чревато образованием плотного газового облака, которое вызывает взрыв. Посему из помещения первоначально откачивают кислород, разбавляя воздух инертными газами.

Использование воды допускается при внешнем источнике зажигания металла, например, когда горит железная конструкция в результате разлива ГСМ. Для предупреждения распространения пожара водонапорная струя – лучшее решение. Однако, данный метод подходит лишь для тяжелых и благородных металлов, удаленных на достаточное расстояние от человека.

Меры безопасности при пожаротушении

Порошковые составы допускаются для эксплуатации в любых помещениях: производственных, складских, лабораторных. Вещества невредны для здоровья, но имеют целый ряд недостатков, ограничивающих их применение. Поэтому важно знать, как правильно пользоваться порошковыми средствами защиты.

Меры безопасности приводятся в таблице.

Категория	Правила пожаротушения специальными порошковыми огнетушителями
D1	Отключение вентиляции и установок с водой. Запрещается механическое воздействие на металл. Тушение производится на максимальном расстоянии по причине высвобождения водорода и других газов. Рекомендуется дополнительно использовать порошки ПХК, азот, аргон.
D2	Разрешается применять только огнетушители с маркировкой «D». В зависимости от горящих веществ допускается гашение пламени графитом, песком, газами. Тушение осуществляется в СИЗОД на расстоянии от 3 м.
D3	Тушение органических растворов и гидридов производится на удалении. Возможен взрыв. В зависимости от типа производства подбираются дополнительные средства пожаротушения.

Внимание. В помещениях до 40 кв. м порошковые огнетушители использовать не рекомендуется. Вещества образуют густую завесу (белую), усложняющую эвакуацию. Состав повреждает микродетали, выводит из строя аппаратуру, забивает поверхности минеральной пылью. После тушения человек должен показаться врачу.

Специалисты на предприятиях знают о возможных реакциях имеющихся сплавов при пожарах класса D. Чтобы потушить конкретный металл, недостаточно использовать огнетушитель целевого назначения. Операция проводится с подводом замещающих газов, которые предупреждают быстрый взрыв. За это время сотрудники МЧС имеют возможность спасти персонал и имущество.

Самостоятельно с горением не справляются. На подмогу вызывают пожарных, которые владеют техникой и приемами пожаротушения.

Какие вещества и материалы нельзя тушить водой и почему

Первое средство, которым пытаются погасить огонь, это вода. В большинстве случаев достаточно залить ей пламя для ликвидации пожара.

Но существуют твердые и жидкие материалы, при тушении которых нельзя использовать не только воду, но и составы на ее основе.

Какие возгорания бывают, стадии их развития и способы локализации. Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду. Нормативные документы, регламентирующие использование огнетушащих средств.

Классификация пожаров

Производится по виду горючего материала, имеет на 6 групп. К ним относятся:

Вещества в твердом состоянии. Класс А. Имеет две подгруппы. Первую отличает способность материалов к тлению (например, дерево) – А 1. Вторая – характеризуется отсутствием внутреннего процесса медленного горения (пластмасса) – А 2.
Составы, находящиеся в жидком виде при нормальном состоянии, расплавы металлов, синтетических веществ. Класс В. Делится на два типа в зависимости от способности растворяться в воде. Относящиеся к В 1 жидкости в воде не растворяются (расплавленный парафин, нефтепродукты), В 2 – водорастворимые (глицерин, спирт, ацетон).
Газы (аммиак, бутан, пропан). Класс С.
Металлы. Класс Д. Подразделяется на три вида:
- легкие сплавы и металлы (магний, алюминий) – Д 1;
- щелочные металлы (калий, натрий) – Д 2;
- соединения с содержанием металлов – Д 3.
Материалы конструкции электрооборудования, электроприборов, находящихся под высоким напряжением. Класс Е.
Радиоактивные отходы, вещества. Класс F.

Стадии возгорания

При любом пожаре можно выделить три основные ступени его течения.

Первая (начальная) фаза делится на два этапа:

образование очага и развитие пожара;
увеличение площади огня, захват территорий.

Во время второй стадии пламя распространяется по всему объему помещения. Температура достигает 300 и более градусов. Огонь расходится уже не линейно, а скачками. Воспламенение возникает от теплового воздействия, разлетающихся искр, загораются удаленные от источника объекты.

Если пожар происходит в здании, то в этой стадии лопаются стекла, увеличивается приток кислорода, усиливая огонь. Через тридцать-сорок минут достигаются максимальные значения параметров, и происходит стабилизация горения.

В третьей фазе, после выгорания пожарной нагрузки, пламя затухает, перерастает в тление. Спустя какое-то время процесс прекращается.

Способы локализации пожаров

В зависимости от материалов, принимающих участие в горении, площади, охваченной пламенем, подбирается средство тушения огня.

На начальной стадии используются первичные устройства гашения возгорания. При применении огнетушителя важно понимать класс пожара и можно ли задействовать данное огнетушащее вещество.

На производственных площадях надо проверить срабатывание системы пожаротушения. Если автоматически защитные устройства не подключились, необходимо произвести их ручной запуск.

Очень важно сообщить об обнаруженном очаге возгорания в пожарную охрану, после чего приступать к самостоятельной локализации пламени. Для этого допустимо проведение следующих мероприятий:

механическое уничтожение огня;
перекрытие поступления кислорода в зону пожара (песок, земля, противопожарное покрывало, огнетушащие вещества);
изолировать горючие и легковоспламеняющиеся материалы и жидкости от огня;
разбавить горючие смеси составами или соединениями, не подверженными пламени.

Для каждого типа пожара используются определенные огнетушащие составы.

Средства пожаротушения

Для ликвидации возгораний различных классов применяются специальные вещества:

вода или пена на основе воды для пожара типа А;
порошок, пенные составы для класса В;
ингибиторы горения, порошковые, углекислотные для С;
специальные порошковые составы для типа Д;
хладоны, углекислота, мелкодисперсные порошки для пожаров типа Е.

Что нельзя тушить водой

Можно выделить три основные группы:

Все жидкие нефтесодержащие продукты (керосин, бензин и т. д.).
Приборы и оборудование под напряжением.
Составы, вступающие в химическую реакцию с водой.

Вещество или материал и результат воздействия воды

Приведем таблицу, в которой укажем несколько разных составов, выдающих пожароопасный ответ в результате химического взаимодействия с водой.

Наименование	Итог реакции
Битум	Расплескиваются капли, интенсифицируется горение
Азотные соединения свинца	Взрывается при увеличении содержания влажности до 30%
Карбид алюминия	Выделяет горючие газы, взрывается при контакте с водой
Перекись натрия, калия	Усиливают пожар, взрываются
Цезий, калий, натрий	Выделяют водород, который воспламеняется в результате выделения тепловой энергии во время реакции
Сесквилхлорид	Взрыв
Перекись кальция	Выделяет кислород, что интенсифицирует горение

Эта таблица наглядно показывает, почему нельзя тушить пожар водой, не определив, какие составы охвачены пламенем.

В быту частой причиной возгорания становятся растительные или животные жиры, воспламенившиеся в процессе готовки. В этом случае очень важно понимать, почему нельзя тушить плиту водой. Масло легче воды и при ее подаче в емкость она опускается на дно, начинает испаряться, производя разброс горящих частиц по всему помещению.

Еще один бытовой вариант – это воспламенение домашних приборов: телевизора, хлебопечки, тостера. Как и в случае с промышленным оборудованием, устройства, находящиеся под напряжением, могут закоротить и создать дополнительный очаг возгорания. Вода – проводник электрического тока, во время гашения можно получить поражение током.

На заметку. Перед тем как приступить к ликвидации пожара, стоит подумать, нет ли в очаге возгорания веществ, которые нельзя тушить водой.

Когда вода подходит для тушения

На предприятиях и других промышленных объектах этот вопрос решается на этапе разработки технологических процессов. При проектировании противопожарных систем учитываются особенности производства, изучается перечень используемого сырья и материалов. В соответствии с проведенными исследованиями определяются допустимые средства первичного пожаротушения, автоматические установки.

Наиболее востребованы системы с подачей воды, гидранты на складах, деревообрабатывающих предприятиях, в учебных, социальных и лечебных учреждениях, где преобладают пожары класса А.

В домашних условиях мало кто заранее готовится к нестандартным ситуациям. В квартире и современном загородном доме всегда доступна вода, которую можно использовать для ликвидации возгораний. Дачи должны быть оснащены специализированной бочкой с водой.

В многоквартирных зданиях чаще всего возгорания классифицируются по типу А. Потому что в основном воспламеняются твердые предметы как склонные к тлению, так и нет.

При отсутствующей системе подачи воды возле деревянных построек, лесопилен, складов деревообрабатывающих производств должны находиться наполненные водой емкости, которые можно использовать, чтобы потушить возгорание. В нормальных условиях они могут простоять без применения весь пожароопасный период. Часто возникает искушение потратить их содержимое на полив, гигиенические устройства, мытье посуды, инструмента, стирку.

Но это категорически запрещено. На вопрос можно ли использовать запас воды для пожаротушения в хозяйственных целях, есть один ответ – категорическое нет.

Нормативные документы

Основным законом, регламентирующим правила пожарной безопасности, является 123 – ФЗ.

Классификацию возгораний производит ГОСТ 27331-87.

Требования к водным средствам пожаротушения определены в ГОСТ Р 50680-94.

Выводы

Несмотря на то что существуют методики и правила ликвидации возгораний, появляется огромное количество факторов, которые усложняют работу пожарной охраны.

Одной из таких проблем становится тушение водой возгораний класса В1, Е, Д, что приводит к увеличению территории, захваченной пламенем, взрывам и т. д.

При проектировании производств учитываются технологические процессы, использующиеся вещества, что уменьшает вероятность возникновения химических реакций между огнетушащей смесью и горящими материалами.

Для снижения опасности бытовых пожаров необходимо проводить профилактическое обучение населения, с объяснением, как действовать, если возникло возгорание, и насколько важно иметь запас воды и огнетушащих средств дома.

Читайте также: