האם שמן וחמצן יכולים להידלק ללא ניצוץ?

אש דורשת שלושה דברים לפני שהיא יכולה להישרף. הראשון הוא חום; למרות שאש מייצרת חום, היא זקוקה למקור חום כדי להתחיל לבעור. הדרישה השנייה היא דלק והשלישית היא חמצן, מכיוון שאש היא בעצם חמצון, שהוא סוג של תגובה כימית. רוב השמנים הם דלקים הנשרפים בקלות בטמפרטורות גבוהות מספיק, ושבערה יכולה להתחיל בהיעדר ניצוץ בנסיבות מסוימות.

חמצן הוא יסוד תגובתי ביותר, ורובו קיים באטמוספרה בצורתו המולקולרית, המורכבת משני אטומים קשורים. מרבית השמנים מורכבים משרשראות של מולקולות שנוצרו עם פחמן ומימן, והקשרים המחזיקים אותם יחד הם חלשים מספיק כדי שכאשר הם נחשפים לאוויר הם יכולים ליצור תרכובות יציבות יותר עם חַמצָן. תהליך השילוב מחדש עם חמצן נקרא חמצון, והוא משחרר אנרגיה בצורת חום. שני מוצרים נפוצים של חמצון שמן הם פחמן דו חמצני ומים, אם כי אחרים עשויים להיות קיימים, תלוי בהרכב השמן.

כאשר הוא ממשיך לבד, חמצון בדרך כלל לא מייצר מספיק חום כדי להדליק אש. החום המופק כאשר סרט שמן נחשף לאוויר הוא בדרך כלל כה קטן עד שהוא מתפוגג לפני שיכול להיווצר הבדל טמפרטורה משמעותי בשמן. אולם חום זה יכול להצטבר כאשר שטח הפנים של השמן החשוף גדל ומחזור האוויר מצטמצם. זה יכול לקרות כאשר סמרטוטים ספוגי שמן מכופפים בערימה רופפת. האנרגיה שמייצרת חמצון מחממת את הסמרטוטים והחום מגביר את קצב החמצון ויוצר לולאת משוב חיובית. בסופו של דבר הסמרטוטים עלולים להתלקח.

השם לתופעה לפיה סמרטוטים ספוגים בשמן עולה באש הוא בעירה ספונטנית, אך היא לא ממש ספונטנית. זה נגרם על ידי הצטברות חום יציבה הנובעת מכך שהשמן בסמרטוטים מתחמצן. בדרך כלל הסמרטוטים מרגישים תחילה חמים למגע, ואז הם מריחים ולבסוף, כשהטמפרטורה מגיעה לנקודת הבזק של השמן, הם פורצים בלהבות. ערימת עלים או ענפים יכולה להיערך באופן ספונטני באותו אופן, כאשר השמנים הטבעיים מתחמצנים ונבנות החום. שמן המוחזק במיכל לעתים רחוקות נשרף מעצמו, אך סרט שמן על משטח ישר עלול להידלק אם הוא נחשף לאור שמש ישיר.

בעירה ספונטנית של סמרטוטים ספוגי שמן מהווה סכנה ידועה, ולכן הבטיחות והבריאות בעבודה הממשל (OSHA) דורש במיוחד שמירה של סמרטוטים כאלה במיכל עמיד בפני אש עד להסרתם מקום העבודה. שריפה יכולה להתרחש גם בחדר כביסה אם מותר להצטבר בבדים שמנים בערימה. הסכנה אינה ספציפית לשמנים על בסיס נפט. שמני ייבוש המצויים במוצרי צבע, כמו טונג ושומני פשתן, מסוכנים גם הם, כמו גם שמנים צמחיים ביתיים כמו שמן זית. גם אם זה לא מבעיר שריפה, חמצון שמנים בבגדים עלול לגרום לשינוי צבע בד וריחות חריפים.