第二章物质性质、物化原理与安全

第二章物质性质、物化原理与安全•本章学习目的与要求：•通过本章学习，理解物理危险、生物危险和环境危险；掌握化学物质危险分类。掌握易燃物质和毒性物质性质。掌握化学物质的反应性能及化学反应类型。理解反应物质的物化特性；化学反应的危险性。•本章重点：•化学物质危险分类，易燃物质和毒性物质的性质，化学物质的性质。第一节化学物质及其危险概述•一、危险化学品分类•根据中华人民共和国国家标准《常用危险化学品的分类GB13690一92)，危险化学品分为八大类。•危险化学品——是具有不同程度的燃烧、爆炸、毒害、腐蚀、放射性等危险性质的化学品。其特征如下：①具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质；②在运输、装卸和储存保管过程中易造成人员伤亡和财产损失；③需要特别防护。一、危险化学品分类•1.爆炸品指在受热、撞击等外界作用下，能发生剧烈化学反应，瞬时产生大量气体和热量，使周围压力急剧上升而发生爆炸的物品；包括无整体爆炸危险，但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品；以及仅产生热、光、音响、烟雾等一种或几种作用的烟火物品。爆炸特征：①化学反应速度极快。②产生大量热。③产生大量气体，造成高压。④无需外界供氧。一、危险化学品分类•2.压缩气体和液化气体压缩气体和液化气体是指压缩、液化或加压溶解的气体，其状态条件符合下列两种情况之一者：（1）临界温度低于或等于50℃、而蒸气压大于294kPa的压缩或液化气体。（2）温度在21.1℃和54.4℃、压力分别大于275kPa和715kPa的压缩气体；或在37.8℃、蒸气压大于275kPa的液化气体或加压溶解气体。一、危险化学品分类•2.压缩气体和液化气体按其物理性能可分为易燃气体、不燃气体、有毒气体3类。①有毒气体：侵入人体引起中毒甚至死亡。如氯、光气、氟化氢、液氨、溴甲烷等。②易燃气体：极易然烧，与空气能形成爆炸混合物，有些还有毒性。如一氧化碳、氢、甲烷、乙炔、丙烯、石油气等。一、危险化学品分类•2.压缩气体和液化气体③不燃气体（包括助燃气体）：不燃气体性质稳定，无毒，但对人体有窒息性。如氮、二氧化碳和惰性气体等。助燃气体本身不会燃烧，有扩大火灾的危险性。如压缩空气、氧、一氧化二氮等。危害特性：①气体受热或撞击后，体积会随之膨胀，产生巨大压力，可能引起物理爆炸。②气体泄漏逸散到空气中，易引起燃烧、爆炸和中毒事故。一、危险化学品分类•3.易燃液体易燃液体是指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体，但不包括由于其危险特性已列入其他类别的液体。闪点就是可燃液体或固体能放出足量的蒸气并在所用容器内的液体或固体表面处与空气组成可燃混合物的最低温度。易燃液体按其闪点分为3类：(1)闪点低于-18℃的低闪点液体；(2)闪点在-18℃~23℃的中闪点液体；(3)闪点在23℃~61℃的高闪点液体。一、危险化学品分类危害特性：①易挥发性：蒸汽与空气易形成爆炸混合物遇着火源会引起爆炸，发生火灾的危险性较大。②易流动扩散性：有蔓延扩大火灾的危险性。③受热膨胀性：易造成“胀桶”。对盛装易燃液体的容器，总要留有不少于5%的空隙，夏天要储存于阴凉处或是在低温条件下储运。④带电性：是电介质，易产生静电火花，有引起燃烧和爆炸的危险。⑤有害性：具有毒性，通过人体的呼吸道、消化道和皮肤进入人体，造成人身中毒。一、危险化学品分类•4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(1)易燃固体是指燃点低，对热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃、燃烧迅速并能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体，但不包括已列入爆炸品的固体。危害特性：①燃点低，易自燃：对明火、热源、摩擦、撞击比较敏感。②遇酸、氧化剂易燃易爆：能发生剧烈反应，立即引起着火或爆炸。③本身或燃烧产物有毒：很多易燃固体本身具有毒性或燃烧后能产生有毒气体的物质。④兼有遇湿易燃性：如硫的磷化物类，五硫化二磷等遇水能产生具有腐蚀性和毒性的可燃气体硫化氢。⑤自燃危险性：如硝化棉在40℃的条件下就会分解。一、危险化学品分类•4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(2)自燃物品是指自燃点低、在空气中易被氧化、能放出热量自行燃烧的物品。危害特性：①易氧化：自燃的发生是由于物质的自行发热和散热速度处于不平衡状态而使热量积蓄的结果，如果散热受到阻碍，就会促进自燃。自燃物品与空气接触，发生氧化反应，产生的热使温度上升，达到其自燃点而燃烧。②遇湿易分解：在潮湿、热等影响下会分解放热，促使温度升高引起自燃或爆炸。③积热自燃：在常温下能缓慢分解，达到自燃点而发生燃烧；接触氧化剂和金属粉末均能增大自燃危险；助燃物的存在会增大自燃危险。一、危险化学品分类•4.易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品(3)遇湿易燃物品是指遇水或受潮时发生剧烈化学反应、释放出大量易燃气体和热量的物品，有些不需要火源即能燃烧或爆炸。危害特性：这类物质的共性是遇水分解。①活泼金属、碳的金属化合物和磷化物遇水或空气中的水分会发生剧烈反应，放出易燃气体和热量，即使当时不发生燃烧爆炸，放出的易然气体也可能在一定空间形成爆炸混合物。②某些物质遇酸或氧化剂反应更加剧烈，发生燃烧爆炸的危险性比遇水时更大。③对人体皮肤有强烈的腐蚀性，有的遇水还会产生毒性。一、危险化学品分类•5.氧化剂和有机过氧化物(1)氧化剂是指处于高氧化态、具有强氧化性、易分解并释放出氧和热量的物质，氧化剂还包括无机过氧化物。(2)有机过氧化物是指分子中含有过氧基的有机物，本身易燃、易爆、易分解，对热、振动或摩擦极为敏感。氧化剂的危害特性：①氧化性：化学性质活泼，遇酸、碱、潮湿、高热、还原剂，与易燃物品接触或经摩擦、撞击均能迅速分解，并放出氧和大量热，引起燃烧爆炸。一、危险化学品分类•5.氧化剂和有机过氧化物氧化剂的危害特性：②有些氧化剂，特别是活泼金属的过氧化物，遇水或吸收空气中的二氧化碳和水蒸气能分解出助燃气体，导致可燃物燃烧、爆炸。③氧化剂一般都具有不同程度的毒性，有的还具有腐蚀性。有机过氧化物的危害特性：①易燃易爆性：对热、震动、冲击、摩擦都极为敏感，受到轻微的外力作用时即分解爆炸。②伤害性：主要表现在对人的眼睛的伤害，眼睛接触后，会造成眼角膜的严重损伤。一、危险化学品分类•6.有害物品和有毒感染性物品（有毒品）指进入肌体并累积到一定量后能与体液或器官组织发生生物化学或生物物理学作用，扰乱或破坏肌体的正常生理功能，引起器官和系统暂时性或持久性病变，乃至危及生命的物品。危害特性：①溶解性：毒物在水中溶解度越大，毒性越大，容易被人体吸收而中毒。②挥发性：毒物挥发产生的蒸气可通过人的呼吸器官进入人体，造成中毒。③颗粒度：固体毒物粒子越小，越易被人吸入而中毒。④毒物不仅毒性大，还具有易燃易爆性、遇湿易燃性和氧化性（腐蚀性）。⑤毒物越无嗅无味，越易中毒。一、危险化学品分类•7.放射性物品凡具有自发的放出射线特征的物质，称为放射性物质。射线种类很多，主要有α射线、β射线、γ射线三种。危害特性：射线主要是通过对机体产生电离，造成损伤。①α射线的穿透力较弱，但电离作用很强。②β射线的穿透力较强，但电离作用较弱。③γ射线的穿透力很强，比α射线大1万倍，对生物组织损伤很大。④中子流的穿透力很强。⑤对人体的危害主要是红血球减少等。一、危险化学品分类•8.腐蚀品指能灼伤人体组织、对金属等物品亦能造成损坏的固体或液体，即与皮肤接触在4h内出现可见坏死现象，或温度在55℃时，对20号钢的表面年平均腐蚀速率超过6.25mm的固体或液体。危害特性：①腐蚀性：对人体、物品都有腐蚀作用，能造成人体化学灼伤，能与金属、布匹、木材、建筑物等发生化学反应而使之腐蚀损坏。②毒害性：大多有毒，有的还是剧毒。③氧化性：无机腐蚀品的氧化性较强，与可燃物接触或遇高温时，都有着火或爆炸的危险；与还原剂或有机物接触时发生反应，放出大量的热，容易引起燃烧。④易燃性有机腐蚀物遇明火极易燃烧。第一节化学物质及其危险概述•二、化学物质的危险性化学物质危险参考前欧共体危险品分类可划分为物理危险、生物危险和环境危险3个类别。1．物理危险：3种(1)爆炸性危险指物质或制剂在明火影响下或是对震动或摩擦比二硝基苯更敏感会产生爆炸。可燃物质爆炸的三个要素是：可燃物质；空气或任何其他助燃剂；火源或高于着火点的温度。第一节化学物质及其危险概述(2)氧化性危险指物质或制剂与其他物质，特别是易燃物质接触产生强放热反应。氧化性物质依据其作用可分为①中性的，如氧化铅等；②碱性的，如高锰酸钾、氧等；③酸性的，如硫酸等三种类别。绝大多数氧化剂都是高毒性化合物。按照其生物作用，①刺激性气体，如硫酸等，②窒息性气体，如硝酸烟雾、氯气等。第一节化学物质及其危险概述(3)易燃性危险易燃性危险可以细分为极度易燃性、高度易燃性和易燃性3个危险类别。极度易燃性是指闪点低于0℃、沸点低于或等于35℃的物质或制剂具有的特征。高度易燃性是指无需能量，与常温空气接触就能变热起火的物质或制剂具有的特征。易燃性是指闪点在21～55℃的液体物质或制剂具有的特征。第一节化学物质及其危险概述2．生物危险：(1)毒性危险毒性危险可造成急性或慢性中毒甚至致死，应用试验动物的半致死剂量表征。毒性反应的大小很大程度上取决于物质与生物系统接受部位反应生成的化学键类型。对毒性反应起重要作用的化学键的基本类型是共价键、离子键和氢键，还有vanderWaals力。有机化合物的毒性与其成分、结构和性质有密切关系是人们早已熟知的事实。第一节化学物质及其危险概述2．生物危险：(2)腐蚀性和刺激性危险腐蚀性物质是指能够严重损伤活性细胞组织的一类物质。刺激性是指物质和制剂与皮肤或粘膜直接、长期或重复接触会引起炎症。刺激性的作用对象不包括无生物。虽然腐蚀性作用常引起深层损伤结果，而刺激性一般只有浅表特征，但两者之间并没有明确的界线。第一节化学物质及其危险概述2．生物危险：(3)致癌性和致变性危险致癌性是指一些物质或制剂，通过呼吸、饮食或皮肤注射进入人体会诱发癌症或增加癌变危险。致变性是指一些物质或制剂可以诱发生物活性。致变性又称变异性。受其影响的如果是人或动物的生殖细胞，受害个体的正常功能会有不同程度的变化；如果是躯体细胞，则会诱发癌变。前者称为生物变异，可传至后代；后者称为躯体变异，只影响受害个体的一生。第一节化学物质及其危险概述3．环境危险：主要是水质污染和空气污染，是指物质或制剂在水和空气中的浓度超过正常量，进而危害人或动物的健康以及植物的生长。对策：为了评价化学物质对环境的危险，必须进行全面评估，考虑化学物质的固有危险及其处理量，化学物质的最终去向及其散落入环境的程度，化学物质分解产物的性质及其所具有的新陈代谢功能。第二节易燃物质的性质和特性•一、易燃物质的性质1．闪点定义为易挥发可燃物质表面形成的蒸气和空气的混合物遇火燃烧的最低温度。2．着火点着火点是指蒸气和空气的混合物在开口容器中可以点燃并持续燃烧的最低温度。着火点一般高于闪点。当缺少闪点数据时，着火点至少可以像闪点一样标示出物质的火险。3.自燃温度指物质无火源自动起火并持续燃烧的温度。这个量值受加热表面的大小、形状、加热速率以及其它因素的影响。第二节易燃物质的性质和特性•一、易燃物质的性质4.蒸汽相对密度代表的是蒸汽密度与空气密度之比。绝大多数易燃液体的蒸汽比空气重，它们极易积聚在低位区域、下水道和类似场所。因此，厂房的排气口应设在近地平面处。对于比空气轻的可燃气体或蒸汽，排气口应设在厂房内最高处或近顶板处。5．熔点定义为固液两相平衡共存的温度。熔点指示出了室温下为固体的易燃物质成为易燃液体的温度。6．沸点一般是指常压沸点，定义为一个大气压下气液平衡共存的温度。沸点可表征物质的挥发性，是易燃液体所包含的火险的直接量度。第二节易燃物质的性质和特性•一、易燃物质的性质7．分子式在缺少物性信息的情况下，物质的分子式可以提供物质火险的线索。8．爆炸范围也称为爆炸极限或燃烧极限，用可燃蒸气或气体在空气中的体积分数表示，是可燃蒸气或气体与空气的混合物遇引爆源引爆即能发生爆炸或燃烧的浓度范围。上述浓度范围用爆炸下限和爆炸上限来表示。9．蒸发潜热定义为单位质量的液体完全汽化所需要的热量。10．