Методическая разработка урока "Самовозгорание"
методическая разработка

План урока

№__1/25____________________Дата________________________________

1. Тема урока: Самовозгорание. Микробиологическое и химическое самовозгорание.

Организационный момент

•    взаимное приветствие преподавателя и студентов;

•    проверка отсутствующих;

•    организация внимания.

Цели урока: 

обучающая: ввести понятие самовозгорания, ввести понятие пирофорные вещества; рассказать о микробиологическом и химическом самовозгорании, о пожарной опасности веществ и материалов, склонных к самовозгоранию, о мерах по предупреждению самовозгорания.

развивающая: способствовать применению знаний, полученных на уроке, в профессиональной деятельности, развить познавательную активность обучающихся, развивать творческие способности, воображение, логическое мышление, внимание, способствующих формированию профессиональных компетенций:

ПК 2.1.        Осуществлять проверки противопожарного состояния промышленных, сельскохозяйственных объектов, зданий и сооружений различного назначения.

ПК 2.2.        Разрабатывать мероприятия, обеспечивающие пожарную безопасность зданий, сооружений, технологических установок и производств.

воспитывающая: развивать научную речь, ответственность за подготовку к практической деятельности:

ОК 1.        Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2.        Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3.        Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

Планируемые результаты обучения: студенты должны

знать: условия возникновения и развития процессов горения, возникновение горения по механизмам самовоспламенения и самовозгорания, вынужденного воспламенения.

Основные понятия: самовозгорание, пирофорность, микробиологическое и химическое самовозгорание.

Тип урока: комбинированный, урок формирования новых знаний.

Форма урока: лекция-беседа

Основные методы, применяемые на уроке: ИКТ, частично-поисковый, объяснительно-иллюстративный, case-study

Оборудование урока: компьютер, медиапроектор, электронная презентация

Межпредметные связи: химия, физика, биология, пожарная тактика

II. Ход урока и режим времени

1.  Проверка знаний (~10 мин)

•    письменный опрос: Верите ли вы, что….

1. группа горючести является показателем пожарной опасности?
2. при полном горении в продуктах горения будет водород?
3. химическая реакция идет только в зоне реакции?
4. горение – это физико-химический процесс?
5. реакция горения эндотермическая?
6. окислителем может быть только кислород?

2.   Изучение нового материала (~20-25 мин)

•    постановка задачи урока;

1. Треугольник  горения (слайд 2).
2. Пирофорность веществ (слайд 2).

•    объяснение:

1. Что такое самовозгорание (определение) (слайд 3, 4).
2. Виды  самовозгорания (слайд 5)
3. Химическое самовозгорание, его виды (слайд 6).
4. Демонстрация видео «Самовозгорание белого фосфора», «Самовозгорание калия при взаимодействии с водой», «Самовозгорание глицерина при взаимодействии с перманганатом калия»
5. Микробиологическое самовозгорание.

  3. Закрепление материала: (~10 мин)

        Разбор  ситуации на сухогрузе Purple Beach 

3. Домашнее задание (~1-2 мин.)

Проработка конспекта занятия

4. Рефлексия:

5. Итоги урока: (5 мин)

Краткий вывод о проделанной работе, перечень полученных на уроке оценок с краткими комментариями; краткая перспектива на следующий урок.

Литература:

1. Теория горения и взрыва : учебник и практикум / О. Г. Казаков [и др.] ; под общ. ред. А. В. Тотая, О. Г. Казакова — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2016. — 295 с.
2. Зеленкин. В.Г. Теория горения и взрыва: конспект лекций / В.Г. Зеленкин, С.И. Боровик, М.Ю. Бабкин. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2014
3. Андросов А.С., Бегишев И.Р., Салеев Е.П. Теория горения и взрыва: Учебное пособие. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2007
4. Корольченко А.Я. Процессы горения и взрыва. – М.: Пожнаука, 2007.
5. Талантов А.В. Основы теории горения. Часть 1: Учебное пособие. – Казань: ротапринт КАИ, 1975

1/7. Самовозгорание

Разбор треугольника горения.

Пирофорные вещества – вещества, включая смеси и растворы (жидкие или твердые), которые даже в малых количествах возгораются при контакте с воздухом в течение пяти минут.

Самовозгорание – это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящих к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания.

В зависимости от причины, вызывающей процесс первоначального саморазогрева вещества, различают три вида самовозгорания: микробиологическое, химическое, тепловое. В большинстве случаев процесс самовозгорания — это комбинация различных процессов, имеющих определенную первопричину.

Из жидкостей с низкой температурой самонагревания в качестве примера может быть приведен скипидар. Распределенный тонким слоем на поверхности волокнистых веществ, он способен при обычной температуре помещений самовозгораться. Из газов этим свойством обладают силан, фосфин, бромацетилен и др. Такие вещества представляют большую пожарную опасность. При хранении, транспортировке и применении требуется постоянно контролировать температуру этих веществ или содержать их в условиях, препятствующих соприкосновению с воздухом (под водой, в герметично закрытых сосудах и т. д.).

Химическим называется самовозгорание, возникающее в результате химического взаимодействия веществ. 

Химическое самовозгорание возникает в месте контакта взаимодействующих веществ, реагирующих с выделением тепла. В зависимости от характера окислителя, вступающего в реакцию с горючим материалом, этот вид самовозгорания можно подразделить на самовозгорание при контакте с кислородом воздуха, при контакте с водой и при контакте с химическим окислителем.

Сульфиды железа, рубидия и цезия, фосфор белый (желтый), силан, цинковая и алюминиевая пудры, карбиды щелочных металлов, арсины, стибины, фосфины способны окисляться на воздухе с выделением тепла, за счет которого реакция ускоряется до горения.

Хранить и резать белый фосфор следует под водой, т.к. на воздухе он может воспламениться от теплоты трения.

Скипидар может самовозгораться, если им смочены волокнистые материалы. Причина – способность скипидара окисляться на воздухе при низких температурах.

К веществам, самовозгорающимся при контакте с водой, относятся щелочные металлы, карбиды кальция и щелочных металлов, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, фосфиды кальция и натрия, силаны, негашеная известь, гидросульфид натрия и др.

В результате химических реакций выделяется очень большое количество тепла, выделяется водород, который самовоспламеняется.

Силициды различных металлов при действии воды выделяют силан, самовозгорающийся на воздухе.

Многие вещества, в основном органические, при смешении или соприкосновении с окислителями способны самовозгораться. К таким окислителям относятся сжатый кислород, галогены, азотная кислота, перекись натрия и бария, перманганат калия, селитры, хлораты, хлорная известь.

Сжатый кислород вызывает самовозгорание минерального масла, которое не самовозгорается в кислороде при нормальном давлении.

Галогены активно соединяются с некоторыми ГВ (метан, этилен), причем реакция сопровождается выделением большого количества тепла и вещества самовозгораются.

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, поэтому является сильным окислителем. При соприкосновении с азотной кислотой самовозгораются скипидар и этанол.

Сильным окислителем является перманганат калия. Его смеси с твердыми ГВ самовозгораются от действия концентрированных серной и азотной кислот, а также от удара и трения. Глицерин в смеси с перманганатом самовозгорается через несколько секунд после смешения.

При попадании на хромовый ангидрид (CrO3) самовозгораются метанол, этанол, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты, уксусная кислота, ацетон.

Микробиологическое самовозгорание характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов (сена, соломы, овощей, зерна, фрезерного торфа и др.).

При низкой влажности сена (менее 16%) процессы, приводящие к микробиологическому самовозгоранию, практически не идут. При влажности более 20%, а особенно при влажности в пределах 63-92%, в сене создаются идеальные условия для развития микроорганизмов — так называемых «термофильных» бактерий. Развитие и жизнедеятельность их популяции приводит к разогреву сена, образованию локальных зон частично термически деструктированного («бурого») сена.

При температуре более 60-700С бактерии гибнут, но запущенный ими механизм автокаталитического разогрева продолжает действовать уже за счет окисления сена кислородом воздуха. При этом температура постепенно повышается.

При 2000С сено чернеет, так как при такой температуре начинает разлагаться клетчатка, что ведет к дальнейшей интенсификации окисления. Сено переходит в пирофорное состояние. При 2500С начинается его тление, которое затем может перейти в пламенное горение.

Хлопок представляет собой по химическому составу почти чистую целлюлозу, в которой жизнедеятельность организмов затруднена, однако известны случаи самовозгорания хлопка-сырца. Причиной считают биологические процессы, протекающие во влажном хлопке-сырце при хранении его в больших массах.

Пример. 17 Декабря 2015 в управлении МЧС Липецкой области, на пульт дежурного поступило сообщение о возгорании сена в ООО «КолоСС», расположенном на 295 километре трассы «Орел-Тамбов» в Липецком районе. Для ликвидации этого пожара было направлено 5 пожарных расчетов, а также 10 членов добровольной пожарной дружины. Огонь уничтожил 500 тонн сена.

Возгорание на сухогрузе Purple Beach  началось 25 мая 2015 неподалеку от немецкого острова Гельголанд, когда судно с грузом калийной и аммиачной селитры на борту совершало переход в Северном море. Была организована эвакуация сразу же 36 человек с подозрением на сильное отравление парами ядовитого газа, выделяемого горящими удобрениями, 22 из них являются членами экипажа горящего судна, остальные - принимали участие в спасательной операции на его борту. В зоне нахождения аварийного судна работали три спасательных корабля, Немецкий штаб по устранению ЧП установил пятикилометровый радиус безопасности. Спасатели опасались, что горящее судно с удобрениями на борту может взорваться, жители прибрежной зоны предупреждены об опасности возможного отравления

.

.