Лабораторный практикум по дисциплине «Физико-химические основы развития и тушения пожаров»

А.А. Богданов

А.А. Богданов

Е.Ю. Трояк

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО 

ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ И ТУШЕНИЯПОЖАРОВ

СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

ГПС МЧС РОССИИ

Железногорск

Красноярского края

2017

ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ 

ГПС МЧС РОССИИ

А.А. Богданов

Е.Ю. Трояк

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО 

ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ И ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ»

Железногорск 2017

УДК 614.843

ББК 38.96

Б 73

Рецензенты:

кандидат химических наук А.А. Шубин, 

кандидат физико-математических наук  А.А. Кузубов

Авторы:

Александр Александрович Богданов

Евгений Юрьевич Трояк

Богданов А.А., Трояк Е.Ю. Лабораторный практикум по дисциплине «Физико
химические основы развития и тушения пожаров»: учебное пособие по специальности 280705 
- Пожарная безопасность / А.А. Богданов, Е.Ю. Трояк. - Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская 
пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017. – 65 с.

Практикум включает 4 лабораторные работы по курсу «Физико-химические основы 

развития и тушения пожаров». Каждая работа содержит вводную часть, теоретические сведения, 
экспериментальную часть - описание лабораторных установок и приборов, а также вопросы для 
самоконтроля и требования к оформлению отчета.

Пособие предназначено для образовательных учреждений МЧС России.

УДК 614.843
ББК 38.96

© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
5

Инструкция по охране труда на занятиях в лаборатории

исследования процессов горения и тушения пожаров.

7

Лабораторная работа 1.

Исследование динамики внутреннего пожара.

14

Лабораторная работа 2.

Математическое моделирование пожара в помещении.

27

Лабораторная работа 3.

Исследование свойств огнетушащих пен.

45

Лабораторная работа 4.

Исследование процесса тушения пожаров нейтральными 

газами в модели закрытого помещения.

55

Список использованной литературы
66

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие составлено в соответствии с рабочей программой по 

дисциплине "Физико-химические основы развития и тушения пожаров" по 
специальности 280705 «Пожарная безопасность». 

Базой получения данных в на

(от лат. experimentum — проба, опыт), 

— метод исследования некоторого явления в управляемых условиях. Отличается 
от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом. Эксперимент 
является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию.

Для того, чтобы сделать эксперимент более информативным, а также с целью 

показать обучающимся возможности современных
методов исследования, в 

лабораторных работах, включенных в данный практикум, наряду с традиционными 
опытами широко используются современные приборы и компьютерная техника. 
Такой подход позволяет более глубоко изучить свойства веществ и механизмы 
физико-химических процессов, увязать изучение дисциплины с 
другими 

дисциплинами базового курса, прежде всего с химией, физикой и математикой, а 
также подготовить обучающихся к лабораторному практикуму по дисциплинам 
специального курса – «Пожарная тактика», "Пожарная техника», «Пожарная 
безопасность 
технологических 
процессов», 
«Экспертиза 
пожаров» 
и 

«Расследование пожаров».
Кроме того, приобретение навыков в работе с

приборами в лабораторном практикуме позволяет рассматривать лабораторные 
работы как этап подготовки обучающихся к научной деятельности.

Лабораторные работы в зависимости от замысла преподавателя могут быть:
1)
равномерно распределены по курсу, такое их расположение позволяет 

решить следующие
задачи: усиление интереса к предмету, постепенное 

формирование экспериментальных навыков, экспериментальное подтверждение 
теоретического материала, изучаемого непосредственно перед лабораторной 
работой;

2)
объединены в лабораторный практикум в конце курса изучения 

учебной дисциплины, такое расположение позволяет: совершенствовать навыки 
группового коллективного труда, предполагает большую самостоятельную работу 
обучающихся, вызывает необходимость дополнительного повторения изученного 
теоретического материала за весь курс изучения данной дисциплины.

Лабораторные работы завершают рассмотрение материала учебной темы, 

поэтому защита лабораторной работы представляет собой своеобразный зачет по 
теме. 

Пособие иллюстрировано оригинальными фотографиями.
В текст лабораторного практикума включена инструкция по охране труда на 

занятиях лаборатории процессов горения и тушения пожара.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА НА ЗАНЯТИЯХ В ЛАБОРАТОРИИ 

ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ТУШЕНИЯ ПОЖАРА

1. Общие требования безопасности

1.1. К занятиям в лабораториях допускаются лица в возрасте не моложе 17 

лет, прошедшие инструктаж по охране труда.

1.2. Лица, допущенные к работе в лаборатории, должны соблюдать правила 

внутреннего трудового распорядка, расписание учебных занятий, установленные 
режимы труда и отдыха.

1.3. При работе в лаборатории возможно воздействие на работающих 

следующих опасных и вредных факторов:

- химические ожоги при попадании на кожу или в глаза едких химических 

веществ;

- термические ожоги при неаккуратном пользовании горелками, горящими 

жидкостями и твердыми веществами,
а также при пользовании муфельными 

печами, нагревательными платформами и сушильными печами;

- порезы рук при небрежном обращении с лабораторной посудой;
- отравление парами или газами высокотоксичных химических веществ или 

продуктов горения;

возникновение 
пожара 
при 
неаккуратном 
обращении 
с 

легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

1.4. Лаборанты и преподаватели обязаны соблюдать правила пожарной 

безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения. 

1.5. О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец обязан 

немедленно сообщить преподавателю, начальнику кафедры.

1.6. В процессе занятия преподаватели и лаборанты должны соблюдать 

правила ношения спецодежды, пользования средствами индивидуальной и 
коллективной защиты, соблюдать правила личной гигиены, содержать в чистоте 
рабочее место.

1.7. Лица, допустившие невыполнение или нарушение инструкций по охране 

труда, привлекаются к дисциплинарной ответственности в соответствии с 
правилами внутреннего трудового распорядка и, при необходимости, подвергаются 
внеочередной проверке знаний норм и правил охраны труда.

2. Требования безопасности перед началом работы

2.1. Надеть халат. При работе с щелочными и щелочноземельными 

металлами, кислотами и щелочами, огнетушащими порошками подготовить 
перчатки и защитные очки.

2.2. Подготовить к работе и проверить исправность оборудования, приборов, 

убедиться в целостности лабораторной посуды.

2.3. Убедиться в наличии и целостности заземления у приборов.
2.4. Проверить исправность и работу вентиляции вытяжных шкафов и 

вытяжных зонтов.

2.5. Проветрить помещение лаборатории.

3. Требования безопасности во время занятий

3.1. Запрещается использовать лаборатории в качестве кабинета для занятий 

по другим не профильным дисциплинам.

3.2. Пребывание курсантов и слушателей в лаборантской запрещается. 

Работать в помещении лаборатории разрешается только в присутствии 
преподавателя.

3.3. Во время работы в лаборатории требуется соблюдать чистоту, порядок и 

правила охраны труда.

3.4. Запрещено нагревать пробирку с растворами реагирующих веществ на 

сильном пламени, т.к. при этом жидкость выбрасывается из пробирки, что ведет к 
потере исследуемого вещества.

3.5. Когда требуется понюхать пахучие вещества, необходимо легким 

движением ладони руки направить струю воздуха от сосуда к себе.

3.6. Отработанные растворы, остатки кислот, сернистых соединений, 

соединений ртути и серебра, растворы, содержащие йод, и т.д. сливают в 
специальные банки с маркировкой «Слив». Нельзя сливать указанные растворы в 
раковины, соединѐнные с общей системой канализации.

3.7. Не допускается выбрасывать в канализацию реактивы, сливать в неѐ 

растворы, ЛВЖ и ГЖ. Их необходимо сливать для последующего обезвреживания 
в емкость с крышкой.

3.8. Приготавливать растворы ЛВЖ (ГЖ), щелочей, концентрированных 

кислот, сильно пахнущих веществ и водного раствора аммиака разрешается только 
с использованием средств индивидуальной защиты в вытяжном шкафу с 
включенной вентиляцией в соответствующей
лабораторной посуде, причѐм 

жидкость большей плотности вливать в жидкость меньшей плотности.

3.9. Работа с химическими веществами без спецодежды и наличия 

необходимых средств защиты глаз, органов дыхания, кожных покровов 
запрещается.

3.10. Работа с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями:
3.10.1. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости следует доставлять в 

лабораторию в закрытой посуде, помещенной в ящик для ЛВЖ.

3.10.2. Запас хранящихся в лаборатории ЛВЖ и ГЖ не должен превышать 

суточной потребности.

3.10.3. Все работы с ЛВЖ и ГЖ проводятся в вытяжном шкафу (под 

вытяжным зонтом) при работающей вентиляции, выключенных газовых горелках и 
электронагревательных приборах.

3.10.4. При перегонке ЛВЖ и ГЖ необходимо следить за работой 

холодильника. Во избежание взрыва запрещается выпаривать низкокипящие ЛВЖ 
досуха. Нагрев и перегонку ЛВЖ и ГЖ проводить на предварительно нагретых 
банях. Диаметр бани должен превышать размер используемого нагревательного 
прибора.

3.10.5. При случайных проливах ЛВЖ (сероуглерод, бензин, диэтиловый 

эфир и др.), а также при утечках горючих газов необходимо выключить все 
источники открытого огня, электронагревательные приборы выключением общего 
рубильника. Место пролива жидкости следует засыпать песком, а загрязненный 
песок собрать совком или деревянной лопатой для утилизации.

3.10.6. Запрещается внесение пористых, порошкообразных и других 

подобных им веществ (активированного угля, губчатого металла, пемзы и т.п.) в 
нагретые ЛВЖ и ГЖ.

3.10.7. Посуда, в которой проводились работы с ЛВЖ и ГЖ, после окончания 

работы должна быть немедленно освобождена от оставшейся жидкости и промыта.

3.11. Работа с использованием спиртового и сухого горючего.
3.11.1. Перед зажиганием спиртовки нужно удостовериться, что корпус ее 

исправен, фитиль выпущен на нужную высоту и распущен, а горловина и 
держатель фитиля сухие.

3.11.2. Зажженную спиртовку нельзя переносить с места на место, нельзя 

зажигать спиртовку от другой.

3.11.3. Гасить спиртовку нужно, накрывая пламя фитиля колпачком. Задувать 

пламя запрещается.

3.11.4. В спиртовках используется только этиловый спирт (в крайнем случае 

керосин), пользоваться бензином или другими горючими жидкостями запрещается.

3.11.5. Иногда могут использоваться для нагревания брикеты (таблетки) 

сухого горючего. Зажигать их нужно на керамических пластинках, тушить колпачками для спиртовок или керамическими тигельками. Недогоревшие брикеты 
после тушения убираются в вытяжные шкафы.

3.12. Работа со стеклянной посудой.
Запрещается пользоваться битой посудой и посудой со сколами. Основным 

травмирующим фактором, связанным с использованием стеклянной посуды, 
аппаратов и приборов, являются острые осколки стекла, способные вызвать порезы 
тела работающего, а также ожоги рук при неосторожном обращении с нагретыми 
до высокой температуры частями стеклянной посуды.

3.12.1. При мытье посуды необходимо надевать резиновые перчатки, а в 

случае использования агрессивных жидкостей, особенно хромовой смеси или 
концентрированных щелочей – защитные очки или маску. Для мытья посуды 
можно применять мыло, кальцинированную соду, моющие средства, а также 
хромовую смесь, серную кислоту и растворы щелочей, в том числе 5-10 % раствор 
соды, 10% раствор фосфата натрия или гексаметофосфата натрия. Для удаления из 
посуды нерастворимых в воде органических веществ пользуются органическими 
растворителями или СМС.Промываемую посуду ополаскивают изнутри несколько 
раз минимальными порциями подходящего растворителя, после чего сливают его в 
специальную банку с этикеткой "Слив". Для первогоополаскивание можно брать 
уже использованный растворитель, а для последующих – чистый.

3.12.2. При переливании жидкостей следует пользоваться воронкой, 

поставленной в колею штатива над сосудом - приемником жидкости.

3.12.3. В тех случаях, когда реакция идет при нагревании реакционной смеси 

до 
кипения 
или 
при 
перегонке, 
следует 
пользоваться 
круглодонными 

тонкостенными колбами. Толстостенную посуду нагревать нельзя.

3.13. Работа с пероксидами.
Пероксиды представляют собой нестабильные, чрезвычайно химически 

активные соединения. Органические пероксиды способны разлагаться под 
действием детонационного импульса, удара, трения, тепла, пламени, загрязнений и 
т.д.

3.13.1. 
Все 
работы 
с 
концентрированным 
пероксидом 
водорода, 

неорганическими и органическими пероксидами следует проводить в герметичной 
аппаратуре с использованием защитных экранов.

3.13.2. Запрещается пользоваться загрязнѐнными пероксидами. Во избежание 

загрязнения пероксидов необходимо их хранить в фабричной упаковке.

3.13.3. Дробление и просеивание небольших количеств пероксидов 

необходимо проводить в специальной камере из негорючего материала.

3.14. Работа с электрооборудованием и электроприборами в химической 

лаборатории.

Лаборатория по степени опасности поражения электрическим током 

относится к помещениям с повышенной или особой опасностью. Особая опасность 
обусловлена возможностью воздействия на электрооборудование химически 
активных сред.

3.14.1. Эксплуатация электрооборудования в лаборатории с химическими 

веществами осуществляется в соответствии с требованиями, предъявленными к 
таким помещениям. Правилами техники безопасности при эксплуатации установок 
потребителей (ПТЭ и ПТБ),а также правилами устройства электроустановок ПУЭ.

4. Требование безопасности в аварийных ситуациях

4.1. Разлитый водный раствор кислоты или щѐлочи засыпать сухим песком, 

переместить адсорбент от краѐв разлива к середине, собрать в полиэтиленовый 
мешочек и плотно завязать. Место разлива обработать нейтрализующим 
раствором: 5% раствором соды нейтрализуют кислоты, щѐлочи – растворами 
слабых кислот (уксусной, лимонной), а затем промыть водой.

4.2. При разливе ЛВЖ и органических веществ объѐмом до 50мл погасить 

открытый огонь спиртовки (газовой горелки) и проветрить помещение. Если 
разлито более 100 мл, удалить курсантов и слушателей из лаборатории, погасить 
открытый огонь и отключить систему электроснабжения помещения устройством 
вне лаборатории. Разлитую жидкость засыпать сухим песком или опилками, 
влажный адсорбент собрать деревянным совком в закрывающуюся тару и 
проветрить помещение до полного исчезновения запаха.

4.3. При разливе ЛВЖ и их загорании, немедленно эвакуировать курсантов 

(слушателей) из лаборатории, сообщить о пожаре по телефону "01" или «112» и 
дежурному по академии, затем приступить к тушению очага возгорания 
первичными средствами пожаротушения.

4.4. В случае, если разбилась лабораторная посуда, не собирать еѐ осколки 

незащищѐнными руками, а использовать для этой цели щѐтку и совок.

5. Требования безопасности по окончании работы

5.1. Привести в порядок рабочее место, убрать все химреактивы на свои 

места в лаборантскую.

5.2. Отработанные растворы реактивов слить в специальную тару с крышкой 

для последующего уничтожения.

5.3. Выключить вентиляцию вытяжного шкафа.