Когда мы слышим слово «сгореть», в воображении сразу возникает костёр или пламя свечи. Мы привыкли к тому, что дерево горит, бумага вспыхивает, а бензин взрывоопасен. Но значит ли это, что горение - это универсальное свойство всех веществ? Давайте разберёмся с этим с точки зрения науки и поищем ответ на вопрос "всё ли может сгореть"?
Что такое горение?
Горение - это химическая реакция окисления, при которой вещество соединяется с кислородом (или другим окислителем), выделяя тепло и часто свет. На бытовом уровне это пламя, на научном - экзотермическая реакция, сопровождающаяся быстрым выделением энергии.
Для того чтобы что-то сгорело, нужны три ключевых условия:
- Наличие самого горючего вещества.
- Присутствие окислителя (чаще всего кислорода воздуха, но могут рассматриваться и другие элементы).
- Достижение температуры воспламенения (энергии для старта реакции).
Если хотя бы одного из этих факторов не будет, то горение невозможно. И тут можно подумать, что легко найти материал, у которого все факторы сразу невозможны. Но действовать следует аккуратно.
Возьмём, например, алмаз. Кажется, что он уже десять раз сгорел, ведь это углерод. Но и алмаз может гореть. Расположенный в идеальной решетке, он становится твердым, но не неразрушимым.
Если нагреть алмаз достаточно сильно, он вступит в реакцию с кислородом из воздуха. Это происходит при температуре около 900 градусов по Цельсию.
Алмаз не расплавится - он просто превратится в углекислый газ и исчезнет, сгорит чисто, без пепла и дыма. Если направить сильный лазерный луч на алмаз на открытом воздухе, можно нагреть пятно до точки возгорания. Атомы углерода выпадут из решетки, соединятся с кислородом и алмаз начнет сгорать. Со стороны это будет выглядеть как медленное растворение в воздухе. Пламени не будет по той причине, что это яркие светящиеся очень горячие газы, которые образуются при горении чего-либо, например, древесины, бумаги. Тут образуется обычный углекислый газ, который не имеет этаких визуальных эффектов.
Но если даже алмаз горит, то стоит ли говорить про потенциальную невозможность гореть? Да, такие материалы есть и мы опять должны оттолкнуться от определения горения.
Все ли вещества горят?
Короткий ответ - нет, не все вещества способны сгорать. И не вспоминайте тут негорючие материалы. Термин «негорючий материал» не означает абсолютную неспособность гореть. Это значит, что материал не поддерживает горение в стандартных условиях пожара. Даже такие материалы можно разрушить или заставить вступить в реакцию в лаборатории или при аварийных ситуациях. Но это не значит, что не существует совсем негорючих материалов.
Материалы вроде песка, стекла, керамики или асбеста не горят в обычных условиях. Эти вещества уже находятся в сильно окисленном состоянии или являются химически стабильными соединениями, которым просто нечего отдавать окислителю. Горение - это химическая реакция. Нет реакции и не будет горения.
Например, песок в основном состоит из диоксида кремния (SiO₂) - продукта, который сам по себе напоминает «пепел» на молекулярном уровне. Его просто нечем дополнительно окислять, потому что он уже максимально окислен.
Соответственно, не горит и то, что уже сгорело. Вот, например, вода.
Вода - это продукт горения водорода. Она состоит из водорода и кислорода в максимально энергетически стабильной форме. Чтобы «сжечь» воду, нужно потратить колоссальное количество энергии для разложения её на водород и кислород - то есть именно гореть она не сможет. Но так происходит в атмосфере кислорода. А вот в атмосфере фтора вода будет гореть.
Получается, что с научной точки зрения - есть вещества, которые не могут гореть в атмосфере Земли, потому что:
- Они уже окислены до предела (как диоксид кремния или вода).
- Они инертны (как благородные газы: гелий, неон, аргон).
- Они не вступают в реакции с кислородом (окислителем любого другого типа) в принципе.
Но даже самые стойкие материалы можно разрушить или изменить в экстремальных условиях - например, в плазме или в атмосфере с фтором при высоких температурах. Некоторые вещества не горят в кислороде, но горят, например, во фторе. Поэтому, отвечая на главный вопрос статьи, мы должны опираться на определение процесса горения и исходить из этого.
Не забывайте ставить лайки 👍 и подписываться на канал ✔️, если материал понравился! Так вы увидите больше интересных статей, а моему каналу это поможет развиваться.
