¿Cómo funcionan los fósforos de seguridad?

Todos sabemos que necesitamos energía para completar nuestras tareas diarias. Los alimentos, la quema de combustibles y la electricidad son fuentes de esta energía. Esta energía se utiliza para cocinar, combustible para automóviles y procesos industriales. Porque el carbón y el petróleo tardan cientos de años en desarrollarse. Los combustibles son la fuente de energía más esencial. Una llama es una zona donde se quema (o quema) una sustancia gaseosa. Cuando los materiales combustibles se queman, forman una llama. La combustión de los vapores de los productos químicos produce una llama.

Cuando se quema una sustancia, se produce calor. El calor se genera como resultado de un proceso químico. Antes de entrar en los fósforos y cómo regular el fuego, veamos el proceso químico de la quema y los diferentes tipos de llamas.

Condiciones requeridas para la Combustión

Para que se produzca la combustión, se deben cumplir los siguientes criterios:

• sustancias inflamables,
• El oxígeno gaseoso es un partidario de la combustión, y
• La temperatura de ignición.

Antes, comprendamos más sobre cómo se separan las sustancias en dos categorías: sustancias combustibles y no combustibles.

• Sustancias combustibles: La combustión es una reacción química en la que un material se combina con oxígeno para producir luz y calor. Combustible es un término usado para describir una sustancia que puede arder. por ejemplo, queroseno, gasolina, magnesio, carbón vegetal y muchos más.
• Sustancias no combustibles: Una sustancia que no se enciende, quema o mantiene la combustión se denomina no combustible. Cuando se expone al fuego o al calor en la forma en que se utiliza y en las condiciones previstas, no emite humos inflamables. por ejemplo, cemento, hormigón, arena, acero, grava, etc.

Temperatura de ignición

La temperatura mínima a la que una sustancia prende fuego por combustión espontánea se conoce como temperatura de ignición. El punto de ignición también se conoce como temperatura de ignición.

por ejemplo, el queroseno es un tipo de aceite. Si se enciende un fósforo en una habitación con aceite de queroseno, el queroseno se incendiará inmediatamente. A temperatura ambiente, la madera, por otro lado, no se incendia por sí sola. Sin embargo, si la madera se calienta solo un poco, se incendiará. La única diferencia es que el queroseno prende inmediatamente, mientras que la madera tarda más en prenderse.

fósforos

Durante siglos, se han utilizado fósforos. Las cerillas modernas están hechas de una mezcla de trisulfuro de antimonio y clorato de potasio, con pegamento y almidón aplicados a la cabeza de la cerilla. La superficie de fricción está hecha de polvo de vidrio y fósforo rojo. Cuando se golpea una cerilla contra una superficie rugosa, el fósforo rojo se convierte en fósforo blanco, que interactúa con el clorato de potasio para encender el trisulfato de antimonio, lo que provoca la combustión.

Historia de los fósforos

El fuego fue la base de la humanidad moderna y un estímulo para la expansión de nuestros antepasados ​​más allá del continente africano. Nos da la capacidad de sobrevivir en circunstancias hostiles, metabolizar los alimentos y alterar la estructura de nuestro entorno. A medida que pasaron los milenios y la especie humana comenzó a construir herramientas complejas y formar las primeras civilizaciones neolíticas, la capacidad de producir alimentos se hizo omnipresente en todo el planeta. Sin embargo, el procedimiento seguía siendo largo, poco fiable y sujeto a una variedad de variables. Debido a estos problemas, muchos científicos, químicos e ingenieros de las primeras civilizaciones humanas (Mesopotamia, Egipto, India, China, Grecia y Roma) se esforzaron por idear una técnica para hacer que el fuego fuera fácil de hacer, portátil y confiable. Sus primeros intentos no tuvieron éxito debido a la falta de experiencia en química y física. 

El único ejemplo temprano moderadamente exitoso de control de incendios proviene de China en el siglo V dC, cuando se emplearon palos de madera recubiertos de azufre como catalizador para iniciar incendios. En el siglo X, estos «esclavos portadores de luz» o «palos de pulgada de fuego» se fabricaban en toda China, pero aún no se había descubierto la cerilla de encendido automático.

• Hennig Brand , un alquimista que pasó toda su vida soñando con hacer oro a partir de otros metales, inventó la tecnología actual de cerillas en la segunda mitad del siglo XVII. Pudo extraer fósforo puro y examinar sus intrigantes cualidades incendiarias durante su trabajo. A pesar de que no usó fósforo en sus experimentos alquímicos, sus escritos demostraron ser un recurso valioso para los futuros inventores.
• Jean Chancel , un parisino, inventó la primera cerilla en 1805. Esta cerilla primitiva no tiene nada en común con las cerillas “sorprendentes” contemporáneas que utilizamos hoy. En lugar de usar fósforo, Chancel cubrió un palo de madera con clorato de potasio, azufre, azúcar y caucho antes de sumergirlo en una pequeña botella de asbesto llena de ácido sulfúrico. La conexión entre el ácido y el brebaje en la barra provocaría un incendio y liberaría vapores extremadamente tóxicos en la cara del usuario.

Funcionamiento de un fósforo:

• El componente principal del bulbo de un fósforo es el fósforo rojo, que cuando se calienta se transforma en fósforo blanco.
• El fósforo comienza a arder cuando el fósforo blanco se enciende espontáneamente, elevando la temperatura del tallo de madera hasta el punto de ignición.

Tipos de Combustión

Las siguientes son las tres formas diferentes de combustión:

1. Combustión espontánea : es la combustión que ocurre por sí sola a temperatura ambiente. Las sustancias con una temperatura de ignición inferior a la temperatura ambiente lo demuestran. Por ejemplo, considere la quema de fósforo amarillo. El fósforo amarillo, incluso a temperatura ambiente, se incendia en verano. Este tipo de combustión ha provocado numerosos incendios desastrosos en las minas de carbón. Este tipo de combustión puede ser causada por los rayos de calor del sol o por la caída de un rayo.
2. Combustión rápida : ocurre rápidamente, liberando una gran cantidad de calor y luz en un corto período de tiempo. Por ejemplo, GLP (Gas Licuado de Petróleo), aceite de queroseno, carbón, etc. Acerque una cerilla encendida o un encendedor de gas a una estufa de gas en la cocina, por ejemplo. Gire la perilla de la estufa de gas a la posición de encendido. Descubrimos que el gas se quema rápidamente, produciendo tanto calor como luz. El carbón se quema rápidamente y produce mucho calor y luz. Esta energía se utiliza en una variedad de formas.
3. Combustión explosiva : es un tipo de combustión que ocurre muy rápidamente y produce mucho calor, luz y mucho ruido. Galletas, por ejemplo. Cuando se enciende un petardo, se produce una rápida explosión de calor, luz y sonido debido a la enorme cantidad de gas presente.

¿Cómo controlamos el fuego?

El método de limitar la salida de calor de un incendio, reducir la región sobre la cual existe el incendio, o suprimir o extinguir un incendio al negarle combustible, oxígeno o calor se conoce como control de incendios . 

Podemos controlar el fuego usando Extintores, Agua y Arena. Existen principalmente dos tipos de extintores, que son:

1. Extintor tipo espuma: Está compuesto por dos cilindros: El cilindro exterior es de metal (contiene bicarbonato de sodio). Cilindro interior: El cilindro interior está hecho de vidrio que contiene sulfato de aluminio, que se combina con saporina. Una perilla común conecta ambos cilindros. El cilindro de vidrio se parte cuando se presiona la perilla. Luego, ambos productos químicos, incluido el bicarbonato de sodio y los sulfatos de aluminio, se combinan, reaccionan y forman dirust de carbono, que se libera bajo una enorme presión, cortando el suministro de oxígeno y extinguiendo el fuego.
2. Extintor de tipo ácido de soda: Está compuesto por dos cilindros: Cilindro exterior: El cilindro exterior está construido de metal y contiene bicarbonato de sodio y Cilindro interior: Está construido de vidrio que contiene ácido sulfúrico. Una perilla común conecta los dos cilindros. Cuando se presiona la perilla, el cilindro de vidrio se parte, lo que permite que ambos productos químicos, bicarbonato de sodio y ácido sulfúrico, se mezclen, reaccionen y formen dirust de carbono, que se expulsa a alta presión, cortando el suministro de oxígeno y extinguiendo el fuego. El dirust de carbono producido en este proceso está en forma de gas.

Un balde para incendios es un balde que se llena con agua o arena y se usa para apagar incendios. Los cubos de fuego generalmente están pintados de rojo brillante con la palabra «fuego» estampada en ellos. Un fondo convexo que sobresale es común. Cuando se arroja agua al fuego, el fondo redondeado produce un chorro de agua fuerte y dirigido. Una cubeta de fondo redondeado es mucho más eficiente que una cubeta de fondo plano para arrojar agua al fuego. Aunque los baldes para incendios son un medio de baja tecnología para apagar incendios menores, tienen ciertas ventajas distintivas y siguen siendo el método favorito para apagar incendios pequeños en casos particulares. 

Las principales ventajas de los cubos contra incendios son que son económicos, confiables y fáciles de usar, así como el hecho de que se pueden reponer y restaurar rápidamente. Aunque los incendios de petróleo son resistentes al agua, los incendios pequeños se pueden extinguir de manera eficiente arrojando arena en el balde sobre el fuego, privándolo del oxígeno que necesita para mantenerse encendido. 

Los productos químicos espumantes modernos han reemplazado en su mayoría esta forma de extinguir incendios líquidos. La arena de un balde para incendios también se puede usar para absorber derrames de líquidos inflamables y hacerlos menos peligrosos al minimizar el riesgo de ignición y explosión. En las estaciones de servicio, con frecuencia se proporcionan baldes contra incendios para absorber cualquier derrame menor de combustible.

Problemas de muestra

Problema 1: ¿A qué te refieres con sustancias inflamables? Dar ejemplos.

Solución:

Las sustancias inflamables son aquellas que tienen una temperatura de ignición baja y pueden incendiarse fácilmente cuando se exponen a una llama. Las sustancias inflamables también se conocen como sustancias combustibles. La gasolina, el queroseno y el GLP son algunos ejemplos.

Problema 2: ¿Cuáles son las circunstancias que permiten que ocurra la combustión?

Solución:

Para que se produzca la combustión, se deben cumplir los siguientes criterios:

• sustancias inflamables,
• El oxígeno gaseoso es un partidario de la combustión, y
• Temperatura de ignición.

Problema 3: Defina la temperatura de ignición.

Solución:

La temperatura mínima a la que una sustancia prende fuego por combustión espontánea se conoce como temperatura de ignición. El punto de ignición también se conoce como temperatura de ignición.

Problema 4: ¿Por qué un fósforo no se quema solo?

Solución:

Debido a que la temperatura de ignición de una cerilla es más alta que la temperatura ambiente, no se enciende ni se quema por sí sola a temperatura ambiente. Cuando frotas un fósforo en el costado de la caja de fósforos, el calor producido por la fricción calienta el químico en la cabeza del fósforo hasta su temperatura de ignición, lo que hace que se incendie.

Problema 5: ¿Por qué el Departamento de Bomberos usa agua para apagar incendios?

Solución:

El agua es utilizada por los departamentos de bomberos para apagar incendios porque enfría el material combustible, bajando su temperatura por debajo del umbral de ignición. Esto evita que las llamas se propaguen más. Los vapores de agua también envuelven la sustancia combustible, ayudando a cortar el suministro de aire. Como resultado, el fuego ha sido apagado.