Hogyan működnek a légzsákok?

, Author

Joseph S. Merola, a Virginia Tech kémiaprofesszora és a Művészeti és Tudományos Főiskola dékánhelyettese ezt a magyarázatot adja:

merola

Joseph S. Merola

Bár általában nem szoktuk az autókat a kémiával összekapcsolni, egy működő autóban rengeteg kémiai folyamat zajlik – például a benzin elégetése a motor működtetéséhez, és kémiai reakciók az akkumulátorban az áram előállításához. Egy másik reakció, amelyet a legtöbb sofőr nem szeretne saját bőrén megtapasztalni, a légzsákhoz kapcsolódik. A légzsákok nem valamilyen sűrített gázforrásból, hanem egy kémiai reakció termékeiből fújódnak fel. A légzsákok reakciójának középpontjában álló vegyi anyagot nátrium-azidnak vagy NaN3-nak hívják.

tk

Kép:
A KRESZ-ÉRDEKLŐDÉSI PROGRAM, KRESZ-TEST TERÜLET
A KRESZ-ÉRDEKLŐDÉSI PROGRAM olyan érzékelőket indít el az autókban, amelyek elektromos jelet küldenek a gyújtószerkezetnek. A keletkező hő hatására a nátrium-azid nátriumfémre és nitrogéngázra bomlik, ami felfújja az autó légzsákjait.

Normális körülmények között ez a molekula meglehetősen stabil. Ha azonban felmelegítik, szétesik. A 2 NaN3 –> 2 Na + 3 N2 kémiai egyenlet pontosan leírja, hogyan esik szét. Vegyük észre, hogy a fenti reakció második terméke az N2, más néven nitrogéngáz. Egy maréknyi (130 gramm) nátrium-azidból 67 liter nitrogéngáz keletkezik — ami elég egy normál légzsák felfújásához.

Légzsák animáció

0,03 MÁSODPERC alatt felfújódik egy légzsák.

Ez nem az egyetlen kémiai folyamat. Vegyük észre, hogy a másik kémiai anyag, amire a nátrium-azid szétesik, a Na, vagyis a nátrium. A nátrium egy nagyon reaktív fém, amely vízzel gyorsan reagál, és nátrium-hidroxidot képez; ennek következtében meglehetősen káros lenne, ha szembe, orrba vagy szájba kerülne. Ezért az expozíció veszélyének minimalizálása érdekében a légzsákgyártók a nátrium-azidot más vegyi anyagokkal keverik, amelyek reakcióba lépnek a nátriummal, és így kevésbé mérgező vegyületeket hoznak létre.

Mi készteti a légzsákot arra, hogy ezen a reakción keresztül felfújódjon? Az autó elején vannak érzékelők, amelyek érzékelik az ütközést. Ezek az érzékelők elektromos jelet küldenek a nátrium-azidot tartalmazó tartályba, és az elektromos jel felrobbant egy kis mennyiségű gyújtó vegyületet. A gyújtás hője elindítja a nátrium-azid bomlását, és nitrogéngáz keletkezik, amely feltölti a légzsákot. Ami különösen lenyűgöző, hogy az ütközést érzékelő érzékelőtől a légzsák teljes felfújódásáig mindössze 30 milliszekundum, azaz 0,03 másodperc telik el. A baleset után mintegy 50 ezredmásodperccel az autóban tartózkodó személy a légzsáknak ütközik, és annak leeresztése elnyeli az utas előre mozgó energiáját.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.