Теория горения и взрыва. Лабораторный практикум

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ 
ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ  
СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ 
 
 
ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ 
ГПС МЧС РОССИИ 
 
 
 
 
 
Неприятель Ю.Н., Шубин А.А., Коваль Ю.Н.,  
 
Учебное пособие 
ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА 
Лабораторный практикум 
 
Допущено ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия  
Государственной противопожарной службы МЧС России 
в качестве учебного пособия 
 
 
 
 
Железногорск 
2024 

УДК 536+54.1+544.4+547(075.8) 
ББК 24.2+24/54я73 
Н 53 
Авторы: Неприятель Юлия Николаевна,  
Шубин Александр Анатольевич, канд.хим. наук,  
Коваль Юлия Николаевна, канд. биол. наук  
 
Рецензенты: 
Мочалова Татьяна Александровна, доцент, канд. биол. наук 
 (Ивановская пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России) 
 
Кипря Александр Владимирович, канд.хим. наук, доцент 
(ФГКОУ ВО «Донецкий институт ГПС МЧС России») 
 
Неприятель Ю.Н. Теория горения и взрыва. Лабораторный практикум [Текст]: 
учебное пособие / Ю.Н. Неприятель, Ю.Н. Коваль, А.А. Шубин — Железногорск: ФГБОУ 
ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2024. — 86 с.: ил. 
 
 
 
 
 
Лабораторный практикум посвящен вопросам теории горения и взрыва и 
предусматривает практическое освоение обучающимися в рамках лабораторных занятий 
основных закономерностей процессов возникновения, распространения и прекращения 
горения и взрыва на основе современных представлений о данных процессах, их 
номенклатуры и способов применения огнетушащих веществ и составов. 
Учебное пособие предназначено для очной формы обучения по специальности 
20.05.01 «Пожарная безопасность»  
 
 
УДК 536+54.1+544.4+547(075.8) 
ББК 24.2+24/54я73 
© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2024 
© Неприятель Ю.Н., Шубин А.А, Коваль Ю.Н, 2024 
2 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................... 
5 
РАЗДЕЛ 1. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 
................................................................... 
6 
1.1. 
Основные приемы работы в химической лаборатории 
............................................... 
6 
1.2. 
Химическая посуда, реактивы, нагревательные приборы ........................................ 
11 
1.3. 
Проведение химического эксперимента 
..................................................................... 
13 
РАЗДЕЛ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРЕНИИ И ВЗРЫВЕ .................................................. 
15 
2.1. Общие сведения о горении .............................................................................................. 
15 
2.1.1. Лабораторная работа № 1 Исследование характера свечения пламени 
органических веществ 
......................................................................................................... 
17 
2.2. 
Физико-химическая природа процессов горения ...................................................... 
20 
2.2.1. Лабораторная работа №2 «Исследование структуры пламени и его параметров»
 ............................................................................................................................................... 
20 
2.3. Материальный и тепловой баланс процессов горения ................................................. 
29 
2.3.1. Лабораторная работа № 3 «Исследование продуктов горения органических 
веществ» ............................................................................................................................... 
35 
РАЗДЕЛ 3. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГОРЕНИЯ 
............................................................................. 
41 
3.1 Общие сведения о возникновении горения .................................................................... 
41 
3.2. Самовоспламенение и самовозгорание .......................................................................... 
41 
3.2.2 Лабораторная работа № 4 Исследование процессов химического самовозгорания
 ............................................................................................................................................... 
48 
3.3. 
Вынужденное воспламенение (зажигание) ................................................................ 
51 
РАЗДЕЛ 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГОРЕНИЯ ........................................................................ 
52 
4.1. Горение паровоздушных и пылевоздушных смесей 
..................................................... 
52 
4.2 Горение жидкостей 
............................................................................................................ 
58 
4.3. Горение твердых веществ и материалов ........................................................................ 
64 
5.3.1. 
Лабораторная работа №7 «Исследование влияния антипиренов на процесс 
горения древесины» ............................................................................................................ 
66 
5. ВЗРЫВ И ДЕТОНАЦИЯ ........................................................................................................ 
71 
5.1. Физический и химический взрывы 
................................................................................. 
71 
5.1.1. 
Лабораторная работа № 8 Определение взрывоопасности пылевоздушной 
смеси 76 
5.2. 
Ударные волны и детонации ....................................................................................... 
80 
5.2.1. 
Лабораторная работа № 9 Определение предельной энергии удара для 
инициации взрывчатого вещества ..................................................................................... 
82 
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ......................................................................................................... 
85 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................... 
86 
ПРИЛОЖЕНИЕ А ....................................................................................................................... 
87 
3 
 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ............................................................. Ошибка! Закладка не определена. 
ПРИЛОЖЕНИЕ В 
....................................................................................................................... 88 
 
 
4 
 

ВВЕДЕНИЕ 
Учебный план ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия 
ГПС МЧС России по программе специалитета 20.05.01 «Пожарная 
безопасность» и рабочая программа учебной дисциплины «Теория горения и 
взрыва» предусматривают практическое освоение обучающимися в рамках 
лабораторных занятий основных закономерностей процессов возникновения 
горения и взрыва, а также распространения и прекращения горения. 
Учебное пособие посвящено технике проведения лабораторного 
эксперимента. 
При 
выполнении 
лабораторных 
работ 
обучающиеся 
овладевают навыками, необходимыми для работы в условиях лаборатории, 
безопасного управления горением, решения практических задач, связанных с 
расчетами по уравнениям реакций горения, определению продуктов полного 
и неполного сгорания, пожарно-технических характеристик веществ. 
Вырабатывают 
умения 
обобщать 
результаты 
опытов, 
рассчитывать 
теоретический 
выход 
продуктов 
реакции, 
пользоваться 
справочной 
литературой. 
 
 
5 
 

РАЗДЕЛ 1. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 
1.1. Основные приемы работы в химической лаборатории 
Учебная лаборатория – это объект повышенной опасности. В целях 
недопущения появления несчастных случаев необходимо придерживаться 
правил работы в лаборатории и техники безопасности. В химической 
лаборатории нужно быть предельно внимательным и соблюдать меры 
безопасности. Отступление от правил может повлечь за собой тяжелые 
последствия.  
К физическим опасным и вредным производственным факторам в 
химической лаборатории можно отнести повышенную или пониженную 
температуру поверхностей оборудования, материалов, источником которой 
могут быть нагревательные приборы, а также возможность поражения 
персонала электрическим током.  
Опасными факторами возникновения пожара являются пламя и искры, 
повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и 
термического разложения, дым и др. 
При работе в химической лаборатории следует исходить из того, что все 
химические вещества в той или иной степени ядовиты. Обязательным 
условием безопасной работы с химическими веществами является не только 
знание класса опасности всех реактивов и растворителей, но также знание 
особенностей их токсического действия, основных мер профилактики 
отравлений, симптомов отравления и способов оказания первой медицинской 
помощи. При работе с химическими веществами следует предотвратить 
возможность их проникновения в организм человека через легкие, кожу и 
через рот. 
Большая часть несчастных случаев при нарушении правил работы со 
стеклянной посудой относится к категории микротравм (после которых можно 
продолжать работу) и легких травм (потеря трудоспособности на один или 
несколько дней). В первую очередь – это порезы рук при поломке стеклянной 
6 
 

посуды, деталей приборов и т.п., а также ожоги рук при неосторожном 
обращении с нагретыми до высокой температуры стеклянными деталями. 
Особенно опасны порезы осколками посуды, загрязненной химическими 
соединениями, поскольку в таких случаях токсические вещества могут 
попадать непосредственно в кровь. Кроме травм при поломке стеклянной 
аппаратуры и посуды возможны и другие виды аварий и несчастных случаев 
– пожары и взрывы (при проливе ГЖ, окислителей и др.), отравления и 
химические ожоги (при попадании токсических и едких веществ в атмосферу 
или на кожу). 
При работе в химической лаборатории всегда есть вероятность 
возникновения опасной ситуации. Любые исследовательские работы, не 
вызывающие осложнений, могут послужить причиной аварии. 
В химической лаборатории нельзя работать при плохом самочувствии, в 
болезненном состоянии, а также при сильной усталости. Любые работы надо 
выполнять тщательно, без спешки. 
После проведённого инструктажа и сдачи зачета по технике 
безопасности обучающийся допускается к занятиям в лабораторию. 
Студенты и курсанты, не сдавшие зачет по технике безопасности, к работе 
в лаборатории не допускаются! Каждый обучающийся должен знать, где в 
лаборатории находится аптечка, средства пожаротушения и средства 
индивидуальной защиты (рисунок 1.1). 
 
 
 
а 
б 
в 
Рисунок 1.1 — Средства индивидуальной защиты: а — очки, б — халат, в — 
прорезиненные перчатки. 
7 
 

Правила охраны труда 
Перед началом работы необходимо надеть спецодежду, подготовить 
рабочее место. 
Многие химические реактивы ядовиты, огнеопасны, взрывоопасны; 
поэтому при работе с ними необходимо соблюдать меры предосторожности. 
Работу с концентрированными кислотами и щелочами необходимо проводить 
в вытяжном шкафу. 
Работа в вытяжном шкафу: до начала химического эксперимента 
вытяжка включается за 20–30 минут, и выключается через 20–30 минут. 
Створки вытяжных шкафов опускаются до 18–20 см от его рабочей 
поверхности. В случае воспламенения горючих веществ быстро выключите 
вентиляцию вытяжного шкафа. 
Работа с лабораторной посудой: нельзя использовать для выполнения 
лабораторных работ посуду, имеющую отбитые края или трещины. Нельзя 
зажимать стеклянные изделия в лапки штативов без соответствующей мягкой 
прокладки и прилагать усилие при вынимании пробок, разъединении 
заклинивших шлифов, надевании шлангов. Нельзя нагревать жидкости в 
закрытых колбах, не имеющих сообщения с атмосферой.  
Работа с кислотами и щелочами: работать с водными растворами 
следует очень осторожно, особенно с концентрированными. Разбавляя 
концентрированные кислоты, особенно серную, осторожно небольшими 
порциями по палочке вливают при постоянном перемешивании в воду.  
Кислоту приливают в воду! Плотность серной кислоты – 1,84 г/мл, а 
воды – 1 г/мл. Вода, попав на поверхность более тяжелой жидкости, остается 
сверху, при этом сразу начинается бурно протекающая реакция образования 
гидратов серной кислоты с большим тепловым эффектом. Пролитую кислоту 
или щелочь засыпают песком. После кислоту нейтрализуют щелочью 
(раствором соды), а щелочь — слабым раствором кислоты. Место пролива 
обрабатывают водой и вытирают насухо. 
8 
 

Работа с ЛВЖ и ГЖ: с легковоспламеняющимися жидкостями нельзя 
работать вблизи нагревательных приборов. Опыты с ЛВЖ проводят в малых 
количествах (не более 2 мл). Нагревать летучие легковоспламеняющиеся 
жидкости необходимо на водяной бане.  
К пожару может привести – если хранить пористые предметы, 
смоченные легковоспламеняющимися жидкостями; если перегонять жидкости 
досуха без остатка.  
Работа со спиртовкой: необходимо заполнить не более 2/3 объема 
спиртовки этанолом. Диск плотно закрепить на отверстии спиртовки. Фитиль 
в трубке должен входить не слишком плотно, но и не выпадать из трубки. Даже 
если спиртовка не используется, она все равно закрывается колпачком. 
Зажигание спиртовки происходит от горящей лучинки или спички (нельзя от 
зажигалки). Тушат спиртовку накрывая ее пробкой. Пламя спиртовки можно 
регулировать. Для этого вытаскивают фитиль, тогда пламя становиться 
интенсивнее, или убирают фитиль, тогда пламя уменьшается. Нагревают 
пробирки следующим образом: сначала прогревают пробирку с содержимым 
в течение 15–20 секунд, затем приступают непосредственно к нагреванию 
содержимого пробирки. При прогревании запрещается касаться дном 
пробирки к основанию пламени и к фитилю. Пробирки при прогревании 
крепят в зажиме ближе к отверстию. Отверстие пробирки необходимо 
направлять от себя и окружающих во избежание попадания веществ на 
человека в случае выброса из пробирки. 
Работа с газовой горелкой: чтобы зажечь горелку надо немного открыть 
кран, выждать 2-3 секунды и затем к выходному отверстию поднести пламя 
спички или электрозажигалки. При «проскакивании» пламени горелку 
необходимо немедленно погасить, дать ей остыть и только после эго зажечь 
снова. 
Нельзя ставить горячие приборы на крышку лабораторного стола. Для 
этого используют асбестовую сетку. В случае воспламенения — набросить на 
9