شیمی و آتش نشانی

شیمی و آتش نشانی

چه نوع مواد شیمیایی در ساختمــــان یک دستگاه آتش نشانی، استفاده می شوند؟ این مــواد چگونه به خاموش شدن آتش کمک می کنند؟

   

آتش خاموش کن ها بسته به کاربردی که دارند ، شامل مواد شیمیایی مختلفی هستند .خاموش کننده های دستی که اغلب درفروشگاه های ابزارالات عرضه می شوند وبرای استفاده در آشپزخانه ها و گاراژها مورد استفاده قرار می گیرند ، با نیتروژن N₂ یا کربن دی اکسید CO₂ تحت فشار مشخص، تنظیم شده و به منظور ایجاد جریــانی از عامل اطفاء حریق از گسترش  آتش سوزی جلوگیری می کنند. در اینجا ماده ی موثر ممکن است پودری مانند پتاسیم هیدروژن کربنات (KHCO₃)  ، آب مایع ، یک عامل پیشران مانند فلوئوروکربن یا … باشد. 

مؤثرترین و معروف ترین فلوئوروکربن به کار رفته تاکنون برومو کلرو دی فلوئوروکربن (CF₂ClBr)بوده است که با عنوان هالون 1211 شناخته می شود.

شیمی و آتش نشانی

 بر اساس یک توافقنامه ی بین المللی ،‌از سال 1994 تولید همه ی انواع هـــالونها متوقف شده است . زیرا اتمهای برم و کلر موجود در این مواد شیمیـایی می توانند با مهاجرت به لایه ی استراتوسفر هواکــــره با ایجــاد یک چرخه ی بسیار مؤثرکاتالیزی ، با لایه ی اوزون واکنش داده آن را تخریب کنند . بسیاری از آتش خاموش کن ها نیز برای محافظت از ساختمانها و سایر اماکن بزرگ تر مورد استفاده قرا ر می گیرند . آب پاشهای سقفی و دیواری رایجترین نوع سیستم ثابت هستند زیرا  ارزان و قابل اطمینان تر بوده و برای مردم عوارض جانبی به همراه ندارند . اما خسارت های ناشی از خود آب را هم نباید نادیده گرفت ، مثلاً در یک اتاق کامپیوتر ؛ یا خــــاموش کردن مخزن سوخت ؛ یا در جایی که فضای قابل توجهی ندارد و نگهداری مقادیر زیاد آب امکان پذیر نیست ( مثلاً در هواپیما)، نباید از آب برای اطفاء حریق استفاده کرد.دراین حالات ، درترکیب شیمیـــــــایی  آتش خاموش کن ها از مواد متفاوتی استفاده می شود . برخی از آتش خاموش کنها با کمک یک گاز مثلاً CO₂  به مقابله با آتش می روند ولی این گاز در غلظتهای بالا سمی است ، بنابراین در محلی که افراد حضور دارند نمی توان از این گاز استفاده کرد.

ماده ی دیگر بروموتری فلوئورومتان (CF3Br   یا هالون 1301 ) یک  خویشاوند نزدیک هالون 1211 است که دمای جوش و میزان سمیت کمتر ی نسبت به آن  دارد ، ویژگی ها از هالون 1301  یک ماده شیمیــــــایی موثر در اطفاء حریق ساخته اند ، به ویژه درمکانهــــــــــایی که استفاده از سیستم های آب پاش جایز نیست . دولتمردان و پژوهشگران صنـــــایع در جهت متوقف ساختن تولید هالونها ،و به کارگیری جایگزین های مناسب برای آنها تلاش هایی داشته اند ولی تا به حال موفق به یافتن جایگزینی  نشده اند ،که از یک سو سازگار با محیط زیست  و از سوی دیگر دارای  تمام ویژگی های مثبت هالون 1211و هالون1301 ، باشد  . هرچند اتمهای برم و کلر موجود در مولکول های هالون از رایج ترین دشمنان استراتوسفر هستند ولی به شدت در برابر گسترش آتش عمل می کنند این اتمها در حرارت بالای آتش از مولکول هالون جدا می شوند و با هجوم سریع به اتم های هیدروژن H₂  که عامل  تداوم یافتن واکنش زنجیری احتراق هستند،آنها را می ربایند و با اجرای نقش کاتالیزی خود ، چرخه ی ایجاد مولکول  های HCl   و  HBr  را پی ریزی می کنند.به علاوه،دراین چرخه اتمهایCl وBr  با ربودن اتمهای  فعال هیدروژن H ، آنها را به مولکولهای پایدار H₂  تبدیل می کنند و به این ترتیب واکنش زنجیری احتراق متوقف می شود.

سازندگـــان مواد اطفاء حریق برای کاهش اثرات زیست محیطی هالون ها ، خانواده ی جدیدی از مواد شیمیایی را معرفی کرده اند که فاقد اتمهای کلر و برم در ساختمان خود هستند ، و هیدروفلوئورو کربن ها یا (HFCs) نامیده می شوند که از نظر ویژگیهای فیزیکی همانند هالون ها بوده ولی قادر به تخریب لایه اوزون نیستند. این مواد به دلیل نداشتن اتمهای کلر وبرم در ساختار شیمیایی خود نمی توانند به خوبی هالون ها  ، در واکنش زنجیری سوختن اختلال ایجـــــــاد کنند. خاموش کننده هـــای محتوی هیدروفلوئور کربن ها HFCs از یک نظر مانند CO₂  و N₂  عمل می کنند و آنهم جذب گرمای محیط و کم کردن غلظت اکسیژن است .

 تا به حال کارخانه های زیادی محصولات متفاوتی از هیدرو فلوئورو کربن ها را برای بکار گیری در مصارف گوناگون ، تولید کرده اند از آن جمله می توان به CHF₃ ، C₂HF₅ و C₃HF₇  اشاره کرد .در حال حاضر تلاش برای یافتن هالــــــــون ها همچنان ادامه دارد . پژوهشگران به طور جدی به دنبال مواد متفاوتی شامل آمیزه ای از ترکیبات آهن و فسفرو هیدروفلوئورو کربن ها هستند. که  نسبت به موادشیمیایی رایج کنونی، توانایی مقابله با آتش را بیشتر داشته باشد . مثلاً ، بکار گیری یک  ماده پیشران جامد ، برای ایجاد مخلوط گازی بی اثر ـ به همان صورت که در کیسه هوای اتومبیل ها به کارمی رودـ نمونه ای از آنهــــــاست. چنین سیستمی ، به محض فعال شدن ، می تواند به سهولت خاموش کردن یک شمع با دمیدن یک فرد ، آتش سوزی های  را مهار کند.