Khái niệm

Cacbon đioxit hay Đioxit cacbon (các tên gọi khác: Thán khí, anhiđrit cacbonic, khí cacbonic) là một hợp chất trong điều kiện bình thường tồn tại ở dạng khí, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên từ oxy, có công thức hóa học là CO2 (0 = C = O). Ở dạng rắn, nó được gọi là băng khô, đá khô.

Cacbon đioxit thu được từ nhiều nguồn khác nhau như: sản phẩm thoát ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và nó cũng được thoát ra từ các hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí, từ sự lên men và sự hô hấp của tế bào.

Tính chất của Cacbon đioxit có liên quan đến công tác chữa cháy khí

Việc xác định tính chất lý, hóa học có liên quan đến công tác chữa cháy của Cacbon đioxit có ý nghĩa quan trọng trong việc sản xuất thiết bị dụng cụ chữa cháy và việc sử dụng Cacbon đioxit làm chất chữa cháy.

Tính chất lý học của Cacbon đioxit

Cacbon đioxit là một khí không màu, không mùi; khi hít thở ở nồng độ cao tạo ra vị chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và cổ họng. Các hiệu ứng này xuất hiện là do khí hòa tan trong màng nhầy và nước bọt tạo ra dung dịch yếu của axit cacbonic.

Tỷ trọng của Cacbon đioxit ở 25°C là 1,98 kg/m3 (Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riêng của Cacbon đioxit so với khối lượng riêng của chất đối chứng, thường là nước).
Cacbon đioxit nặng hơn không khí khoảng 1,5 lần. Do vậy Cacbon đioxit có khả năng tích tụ lại các hố, hoặc các vị trí thấp.

Một số thông số vật lý cơ bản của Cacbon đioxit:

Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg, °C: -78,48
Nhiệt độ thăng hoa ở 760 mmHg, °C: -78,48
Ở 0°c và áp suất 760 mmHg: l kg CO2 lỏng bằng 509 lít CO2 khí.
Cacbon đioxit lỏng khi chuyển thành thể khí sẽ lạnh đi. Sự làm lạnh này rất mạnh, có thể làm lạnh không khí đến -78,9°C.
Cacbon đioxit có tính dẫn điện rất thấp và có thể sử dụng để dập tắt các đám cháy thiết bị điện có dòng điện chạy qua.
Ở một vài tình huống, việc xả cacbon đioxit có thể sinh ra tĩnh điện.

Tính chất hóa học chữa cháy khí của Cacbon đioxit

Cacbon đioxit là một chất hóa học trơ, vì vậy rất khó tham gia phản ứng hóa học với các chất khác.

Nhiệt độ cao, Cacbon đioxit phản ứng với chất như: K, Mg, H2, C
CO2 phản ứng với Mg xảy ra theo phương trình:

CO 2 + Mg → MgO + CO

CO + Mg → MgO + C (muội than)

CO2 + C → 2CO tỏa nhiệt: DH= – 41,2 Kcal

Bổ sung: Fe + CO2 → FeO + CO

Fe + 5CO → fe ‘s ” s (CO) 5

Khí CO độc với con người, nồng độ CO lớn có thể dẫn tới nổ. Vì vậy, không dùng CO2 để chữa cháy các đám cháy than hồng, sát nóng đỏ và các kim loại nhẹ.

Nồng độ Cacbon đioxit trong không khí có ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Khi cơ thể người hít phải sẽ bị ngạt. Nồng độ của CO2 có từ 0,04% thì không gây tác hại gì, nồng độ củạ CO2 có từ (1 – 2)% chưa gây nên những thay đồi rõ rệt trong trạng thái hô hấp, nồng độ của CO2 có từ 2 – 4% đã bắt đầu có triệu chứng ngộ độc đầu tiên xuất hiện, có từ (4 – 6)% hít thở sâu có tiếng ồn trong tai, tim đập nhanh, thở gấp, đau đầu ù tai, rối loạn trao đổi khí. Nồng độ của CO2 có từ (6 – 10)% gây đau đầu, chóng mặt, ngất nếu bị tác động đột ngột CO2 vào cơ thể sẽ gây tử vong. Nồng độ của CO2 có trên 10% trở lên thì nạn nhân sẽ chết rất nhanh.
Tác dụng chữa cháy khí của Cacbon đioxit

Tác dụng chữa cháy khí chủ yếu của việc chữa cháy khí CO2 là tác dụng làm loãng.

Khi đưa CO2 vào vùng cháy, do đặc tính của khí chữa cháy là khí trơ với hầu hết các chất vì vậy không làm tăng cường quá trình cháy, nó không chỉ làm loãng nồng độ chất cháy mà còn làm giảm nồng độ oxy có trong một đơn vị thể tích hỗn hợp xuống thấp hơn giá trị duy trì sự cháy. Do vậy, sự cháy không được duy trì.

Người ta nhận thấy, 1 kg CO2 ở điều kiện áp suất và nhiệt độ bình thường chiếm một thể tích bằng 509 tít, lượng này đủ để dập tắt đám cháy trong không gian 1 m3. Nồng độ chữa cháy của CO2 là 34% theo thể tích.

Ngoài cơ chế làm giảm nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy, khí CO2 khi vào vùng cháy cón có tác dụng làm giảm nhiệt độ của vùng cháy.
Khi vào vùng cháy, CO2 có nhiệt độ bằng nhiệt độ môi trường (20 , 30°C) sẽ bị đốt nóng lên gần 1000°C. Như vậy, chúng đã hấp thụ một phần nhiệt lượng của vùng cháy. Lượng nhiệt này có thể xác định theo công thức sau:

Q CO2 = V CO2 xr CO2 x Cp CO2 x Dt CO2

Trong đó: – QCO2: Lượng nhiệt CO2 hấp thụ trong vùng cháy, kJ.

VCO2: Thể tích CO2 được phun vào vùng cháy, m3.
rCO2: Khối lượng riêng của CO2, kg/m3.
CpCO2: Nhiệt dung riêng của CO2, kJ/kg.°C.
DtCO2: Sự gia tăng nhiệt độ của CO2, khi phun vào vùng cháy, °C.
Ứng dụng chữa cháy khí của Cacbon đioxit

Cacbon đioxit được sử dụng chữa cháy khí chủ yếu để dập tắt các đám cháy chất lỏng, các đám cháy chất khí, các đám cháy thiết bị điện, các đám cháy trong phòng thí nghiệm, các thiết bị kín các khoang tàu, hầm tàu.

Bình chữa cháy khí dùng khí CO2
Bình chữa cháy khí dùng khí CO2

Những ưu điểm khi sử dụng Cacbon đioxit làm chất chữa cháy :

Do sau khi chữa cháy Cacbon đioxit không để lại dấu vết, không gây hư hỏng thiết bị nên được sử dụng nhiều trong phòng thí nghiệm hóa và dược học.
Giá thành rẻ so với một số chất chữa cháy khác.
Nạp Cacbon đioxit đơn giản.
Tuy nhiên, khi chữa cháy khí Cacbon đioxit có một số hạn chế sau:

Cacbon đioxit không dùng để chữa cháy các đám cháy than hồng.
Cacbon đioxit lỏng tồn tại ở áp suất từ 200 – 300 bar nên cần được bảo quản trong các bình chứa chắc chắn vì vậy làm cho bình chứa có khối lượng lớn, cồng kềnh.
Hiệu quả chữa cháy của Cacbon đioxit ở những nơi thoáng gió, không gian rộng hoặc ngoài trời không cao.
Khi nồng độ Cacbon đioxit đủ để dập tắt đám cháy trong phòng kín (34% theo thể tích) thì có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe và tính mạng nếu con người còn ở trong phòng bị cháy.

View more random threads: