书城科普读物探索未知-趣味化学
47970100000020

第20章 H2O助燃的奥秘

俗话说:“水火不相容”。水只能灭火,怎么会助燃呢?看到上面的题目,你可能发出这样的疑问。

一般的情况下水确实与火不相容的,如发生火灾时,人们用高压水龙头输出大量的水来扑灭烈火。但在特殊的情况下,火却能帮助燃烧,甚至助火为虐。

这又是什么呢?

在生活中,我们可能经常会碰到这样的事,在我们使用煤炉或煤气灶的时候,如果不小心,将水洒在煤炉上,这时火不但没有小下去,反而猛地变成了一个火团向上窜。这是为什么呢?

原来,水能灭火,这是因为当你把水浇到火上去时,水将燃烧物产生的热量夺了过去,产生了水蒸气,使燃烧物的温度降低;同时,水蒸气又像一条毯子覆盖在燃烧物上面,形成了一道与空气隔绝的屏障,所以就能减小火势。把火扑灭了。但是,少量的水遇到烧得通红的煤炭或煤气时会产生水煤气。水煤气的主要成分是一氧化碳和氢。它们都是能够燃烧的,一遇火就会立刻燃烧起来,当然火就更旺了。水经过高温加热可发生分解反应:2H2O2H2↑+O2↑,正因为此,所以遇少量水的煤气灶火更旺了。我们经常看到有经验的人或烧炉师傅常常喜欢在炉火上加一些湿煤,就是这个道理。

水,有时还会助火为虐,变成为可怕的“烈性炸药”呢!曾经在英国发生过这样一个事:一天,英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝,顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。当温度高达1000℃的铁水碰上炉旁一条流水沟里的水时,刹那间,“轰”的一声震天动地的巨响,整个车间被掀掉了。水为什么会产生这么大的相当于梯恩梯炸药的威力呢?

这是因为水本来是很稳定的,如遇高温加热便会产生上面的分解反应,生成可以燃烧的氢气和“助燃剂”氧气,这两种气体的混合物是相当易爆的脾气很大的混合气体。当1000℃的铁水流入水沟时,在极短的时间内滋生了大量的这种易爆气体,并且被铁水的高温点燃,所以轻而易举地把巨大的生产车间给炸掉了。正是因为水遇高温后的这种产生氢氧混合气体的性质,所以钢铁厂里的铁水包,在注入炽热的铁水与钢水之前,必须进行充分的干燥处理,不让包中留下一滴水,以防止爆炸事故的发生。

水产生的氢氧混合体易爆性质,在我们做化学实验时是老师经常提醒我们的,如果我们不小心在做氢气燃烧的实验时收集了混有氧气的氢气,那么我们不是在点燃,而是在引爆,那就会使人受到伤害,实验仪器受损。

还有另外一个有趣的故事。

你看到过“用水点火”的实验吗?在酒精燃煤的煤芯里,放入绿豆那么大的一粒切除了表面的金属钾,用水一“点”,酒精灯就马上被点着了。这是金属钾遇水发生了剧烈的化学反应:2K+2H2O2KOH+H2+热。

一方面生成了氢氧化钾和氢气,同时还放出了大量的热,使酒精燃烧起来。由此可见,当钠、钾等化学物质发生燃烧时,如果在上面浇水,那么比往火上浇油还要危险。

科学实验证明:向液体燃料油中喷水,使油雾化,可使火焰烧得更旺,而掺入的水量竟然可在1/3。这是怎么回事呢?人们利用显微快速摄影技术进行了研究,终于发现了其中的奥秘。原来,喷入的水处在这些燃料油的微滴当中,当油滴燃烧时,水受热化为水蒸气,膨胀的水蒸气将油滴炸为粉碎,从而将油混合成了油气。这样一来,燃料油同空气中的氧混合得更充分了。燃烧当然进行得更迅速,因而火焰也就更旺了。由于这个实验具有巨大的经济意义,人们就采用这个做法使劣质的燃料油和废弃的石油得到利用,还可将含有大量可燃性成分的污水补加适量的重油,作为燃料使用,甚至可用来发电。这样既处理了污水,保护了环境,又增加了燃料的来源,真可谓是一举两得。