여러가지 물질의 발화점

[Ye-Jin]

◈ 발화점과 인화점
  공기 중에서 물질에 열을 가하다 보면, 불을 붙이지 않아도 타기 시작하는 순간이 있다. 이 때의 온도를 '발화점'이라고 한다.
  발화점은 물질의 종류에 따라 다른데, 발화점이 낮은 물질일수록 타기 쉬운 물질이고, 발화점이 높은 물질일수록 타기 어려운 물질이다. 물질이 계속해서 타려면 발화점 이상의 온도를 유지하여야 한다. 물질의 온도가 발화점을 지나 연소가 시작되면 많은 열을 발생하여 계속적인 연소 반응이 일어난다.
                                      여러 가지 물질의 발화점

물  질	발화점(℃)	물  질	발화점(℃)	물  질	발화점(℃)
수    소 메    탄 에    탄 에 틸 렌 아세틸렌	580∼600 650∼750 520∼630 542∼547 406∼440	일산화탄소 황    린 적    린 황 나 일 론	641∼653 60 260 190 500	고    무 나    무 숯 무 연 탄	350 400∼470 320∼400 440∼500

  알코올이나 가솔린과 같이 상온에서 기체가 되기 쉬운 물질을 타게 하려면 기화되어 발생하는 기체에 불꽃을 가까이 한다. 그러면 그 기체가 타는 동시에 액체에도 불이 옮겨 붙게 된다. 이 때 불이 붙을 수 있는 최저 온도를 '인화점'이라고 한다.
  인화점이 낮은 물질에는 가솔린, 신나, 에탄올, 벤젠, 등유 등이 있는데, 인화점이 낮은 물질이 가까이 있을 때에는 불이 옮겨 붙기 쉬우므로 불조심을 해야 한다.

◈ 연소의 조건
  ２개의 초에 불을 붙여 하나는 공기(산소)가 통하지 않게 하고, 다른 하나는 공기(산소)가 통하도록 각각 유리컵을 씌운 다음 변화를 관찰해 보면 얼마 후, 공기가 통하지 않게 한 초의 불꽃은 꺼졌는데, 공기가 통하게 한 유리컵 속의 초는 잘 타고 있다. 이것으로 물질이 연소할 때에는 반드시 '산소'가 있어야 한다는 것을 알 수 있다.
  이 밖에 연소에는 물질에 불이 옮겨 붙을 수 있는 '온도(열)'와 '탈 수 있는 물질'이 필요하다. 이 것을 '연소의 조건'이라고 하는데 ３가지 중 어느 한 가지만 없어도 연소는 일어나지 않는다.
  즉, 연소가 일어나기 위해서는 연료(가연성 물질)와 산소(공기)가 있어야 하고 연료를 충분히 가열해 주어야 한다.

◈ 소화의 원리
  불을 끄는 것을 '소화'라고 한다. 불을 끄려면 연소의 ３가지 조건인 탈 수 있는 물질·온도·산소 중 하나만 없애 주면 되는데, 가장 쉬운 방법은 타고 있는 물질에 물을 끼얹는 방법이다.
  물을 끼얹으면 그 물은 타고 있는 물질의 열로 수증기가 되며 주위로부터 열을 빼앗아 가는데, 바로 그 순간 타고 있는 물질의 온도가 발화점 아래로 내려가기 때문에 탈 수 있는 조건을 잃게 된다. 또한 이 때 생긴 수증기는 물질의 표면을 에워싸서 공기(산소)가 들어가지 못하도록 하는 역할을 한다.
  이와 같이 물을 끼얹으면 연소에 필요한 조건 중 ２가지 조건이 없어지므로 불이 꺼지는 것이다. 그러면 어떤 불이든지 물만 끼얹으면 다 꺼지는 것일까？
  물을 끼얹는다고 모든 불이다 꺼지는 것은 아니다. 기름에 불이 붙어 탈 때에 물을 부으면 불이 더욱더 크게 번진다.
  그 까닭은 물과 기름은 서로 섞이지 않는 성질이 있기 때문이다. 또한 기름은 물보다 가벼워서 물위에 뜬다. 기름이 탈 때, 물을 끼얹으면 불이 붙은 기름이 물위에 뜬 상태에서 물이 흐르는 대로 함께 움직여 불이 더 크게 번지는 것이다. 그러므로 이런 경우에는 젖은 담요나 이불  따위를 타는 물질에 씌우든지, 모래를 뿌려서 공기(산소)가 들어가는 것을 막아야 한다.

◈ 분말 소화기
  소화기는 불이 났을 때 타는 물질의 온도를 내려 주거나 공기(산소)가 들어가지 못하게 하는 역할을 하여 불을 끄는 기구이다. 사용하는 약제나 기구에 따라 여러 가지 종류가 있으나, 현재 사용되고 있는 소화기는 물거품 같이 된 포말 소화기, 가루로 된 분말 소화기, 이산화탄소 소화기, 하론 소화기 등이 있다.
  이 중 분말 소화기는 열 분해될 때 발생하는 이산화탄소를 이용하는 것으로 소화기의 손잡이를 누르면 고압 가스가 탄산수소나트륨과 같이 이산화탄소를 포함하고 있는 물질을 뿜어 낸다. 이것이 열에 의하여 분해되면서 이산화탄소가 발생한다. 이산화탄소는 공기보다 무겁고 타지 않는 성질이 있으므로, 타고 있는 물질에 대하여 산소의 공급을 막아 줌으로써 불을 끌 수 있다.

<!-------내용출처------->

내용출처 : [기타] 인터넷 : http://www.jiwon.ms.kr/~pig5910/과학이야기/sang-2-8.htm

위 내용은.. 네이버 지식인에서 발췌한 내용이구요..

참고로... 가연성가스의 연소에 대한 농도범위와.. 조연성가스, 불연성가스, 독성가스 등에 대해서 알아보겠습니다..

가연성 가스

가연성 가스란 공기(산소)와 일정량 혼합되어 있는 경우 점화원에 의해 점화되어 연소 및 폭발이 일어나는 가스입니다.

가연성 가스의 종류에는 아크릴로니트릴ㆍ아크릴알데히드ㆍ아세트알테히드ㆍ아세틸렌ㆍ암모니아ㆍ수소ㆍ황화수소ㆍ일산화탄소ㆍ이황화탄소ㆍ메탄ㆍ염화메탄ㆍ브롬화메탄ㆍ에탄ㆍ염화에탄ㆍ염화비닐ㆍ에틸렌ㆍ산화에틸렌ㆍ프로판ㆍ싸이크로프로판ㆍ프로필렌ㆍ산화프로필렌ㆍ부탄ㆍ부타디엔ㆍ부틸렌ㆍ메틸에테르ㆍ모노메틸아민ㆍ디메틸아민ㆍ트리메틸아민ㆍ에틸아민ㆍ벤젠ㆍ에틸벤젠 등이 있으며, 폭발한계(공기와 혼합된 경우 연소를 일으킬수 있는 공기중 가스농도의 한계를 말함)의 하한이 10% 이하인 것과 폭발한계의 상한과 하한의 차가 20% 이상의 것을 말합니다. 따라서 하한이 낮을수록 상한과 하한의 폭이 클수록 위험한 가스라 할 수 있습니다.

가연성 가스는 산소와 같은 조연성가스가 있어야 연소나 폭발로 이어질 수 있습니다. 따라서, 순수한 천연가스나 LP가스는 점화원이 있어도 연소나 폭발이 일어나지 않습니다. 그러나, 이러한 가연성 가스가 조연성 가스와 적당히 혼합되면 연소, 폭발이 일어날 수 있는데, 이 범위를 연소범위, 연소한계, 폭발범위라고 합니다.

이 범위(한계)는 공기와 가연성 가스의 혼합물 중의 가연성 가스의 부피(용량)%로 표시되며, 연소할 수 있는 가장 높은 농도 범위를 상한이라하며, 최저 농도를 하한이라합니다.

가연성가스의 연소범위를 보면 다음과 같습니다.

가스명	연소범위(용량%)		가스명	폭발범위(용량%)
	하한	상한		하한	상한
프로판	2.1	9.5	메탄	5	15
부탄	1.8	8.4	일산화탄소	12.5	74
수소	4	75	황화수소	4.3	45
아세틸렌	2.5	81	시안화수소	6	41
암모니아	15	28	산화에틸렌	3.0	80

우리가 주로 사용하는 천연가스와 액화석유가스의 주성분의 폭발범위를 보면, 메탄의 경우 5～15%, 프로판은 2.1～9.5%, 부탄은 1.8～8.4% 입니다. 이 경우 연소범위를 보면, 메탄의 경우 하한이 다른 가스와 비교하면 높은쪽에 속하고, 반면에 프로판과 부탄의 경우는 하한이 낮은 쪽에 속합니다.

하한이 낮을 경우 가스가 조금만 누출되어도 연소나 폭발이 쉽게 일어날 수 있으며, 하한이 높을 경우 많은 양의 가스가 누출되어야 연소나 폭발이 일어날 수 있습니다.

다시 말해, 프로판이나 부탄의 경우는 연소범위가 낮아 연소나 폭발이 자주일어날 수 있으나, 누출량이 적어 그 피해범위가 좁다는 것을 뜻하며, 메탄은 하한이 높아 프로판이나 부탄보다 연소나 폭발은 자주 일어나지 않으나, 피해범위는 크다는 것입니다.

조연성 가스

조연성가스는 산소, 공기등 과 같이 다른 가연성물질과 혼합되었을 때 폭발이나 연소가 일어날 수 있도록 도움을 주는 가스를 말합니다.

불연성 가스

불연성가스는 질소, 아르곤, 탄산가스 등이며, 그 특징을 보면 스스로 연소하지 못하며, 다른 물질을 연소시키는 성질도 갖지 않는 가스, 즉 연소와 무관한 가스입니다.

독성가스

독성가스는 인체에 유해성이 있는 가스를 말하며, 법적으로 허용농도가 100만분의 200(200ppm) 이하인 가스입니다. 예로는 아크릴로니트릴ㆍ아크릴알데히드ㆍ아황산가스ㆍ암모니아ㆍ일산화탄소ㆍ이황화탄소ㆍ불소ㆍ염소ㆍ브롬화메탄ㆍ염화메탄ㆍ염화프렌ㆍ산화에틸렌ㆍ시안화수소ㆍ황화수소ㆍ모노메틸아민ㆍ디메틸아민ㆍ트리메틸아민ㆍ벤젠ㆍ포스겐 등이 있습니다.

※ 허용농도 : 건강한 성인 남자가 그 분위기에서 하루 8시간 작업을 하여도 건강상 지장이 없는 독성가스의 농도를 말하며, 쓰이는 단위로는 ppm(백만분의 일)이 사용됨

흰인 60 ˚C
붉은인 260 ˚C
석탄 330∼450 ˚C
나무400∼470 ˚C
숯 360 ˚C
고무 350 ˚C
벤젠 -11 ˚C
부탄 60 ˚C
에탄올 13 ˚C
에테르 -43 ˚C
글리세린 176 ˚C
파라핀 70 ˚C
석유 32 ˚C
휘발유 -17 ˚C