الاحتراق: ما هو ، أنواعه ، تفاعلاته ، المحتوى الحراري

الاحتراق هو تفاعل كيميائي طارد للحرارة بين اثنين من الحكام ، الوقود والمؤكسد ، حيث يتم إطلاق الطاقة في شكل حرارة.

• وقود: هي مادة قابلة للأكسدة ، وهي المسؤولة عن تأجيج الاحتراق. أمثلة: البنزين والخشب وغاز الطهي والكحول والديزل.
• مؤكسد: وهي المادة التي تعزز الاحتراق. في معظم الحالات ، يكون المؤكسد هو غاز الأكسجين O₂.

يحدث الاحتراق فقط في وجود الوقود والمؤكسد. وبالتالي ، يتم إنهاؤها أو مقاطعتها فقط بسبب عدم وجود أحد هذه الكواشف.

الاحتراق شائع جدًا في الحياة اليومية ، فهو موجود في حرق غاز الطهي ووقود السيارات والشموع والخشب والورق وغيرها.

حرق الخشب هو مثال على الاحتراق

أنواع

المركبات العضوية لها نوعان من الاحتراق ، كامل وغير كامل.

احتراق كامل

الاحتراق الكامل هو الذي يحتوي على أكسجين كافٍ لاستهلاك الوقود. يقدم كمنتجات كو₂ (نشبع) و ال ح₂ا (ماء).

الاحتراق الكامل له إطلاق حرارة أكبر.

أمثلة:

أ) الاحتراق الكامل للإيثانول (C₂ح₆س):

ج₂ح₆O + O₂ → كو₂ + ح₂ا
عند موازنة رد الفعل:
ج₂ح₆س + 3 س₂ → 2 كو₂ + 3 ح₂ا

في هذا التفاعل ، كانت كمية الأكسجين كافية لاستهلاك كل الميثانول وتنشأ كمنتجات ثاني أكسيد الكربون_{2 و} ح₂س.

ب) الاحتراق الكامل للميثان (CH₄):

CH₄ + س₂ → كو₂ + ح₂ا
CH₄ + س₂ → كو₂ + 2 ح₂ا

احتراق غير كامل

في حالة الاحتراق غير الكامل ، لا يوجد ما يكفي من الأكسجين لاستهلاك الوقود بالكامل.

لها نوعان من المنتجات: CO (أول أكسيد الكربون) أو السخام (C) ، وهي مواد سامة للبيئة ومضرة بالصحة.

يؤدي الاحتراق غير الكامل إلى إطلاق حرارة أقل.

أمثلة:

أ) الاحتراق غير الكامل للإيثانول:

ج₂ح₆س + 2 س₂ → 2 CO + 3 H₂O = إنتاج ثاني أكسيد الكربون و H.₂س.

ج₂ح₆O + O₂ → 2 ج + 3 ح₂O = إنتاج السخام و H.₂س.

لاحظ أنه بين التفاعلين هناك انخفاض في كمية الأكسجين ، وهذا يمثل كمية أقل من الحرارة المنبعثة.

ب) الاحتراق غير الكامل للميثان:

CH₄ + 3/2 س₂ → ثاني أكسيد الكربون + 2 ح₂ا
CH₄ + س₂ → ج + 2 ح₂ا

اقرأ أيضا:

• أكسدة
• تفاعلات كيميائية
• تفاعلات ماصة للحرارة وطاردة للحرارة
• الكيمياء الحرارية

المحتوى الحراري الاحتراق

المحتوى الحراري (H) للاحتراق أو حرارة الاحتراق هو الطاقة المنبعثة من حرق 1 مول من الوقود في ظل ظروف الحالة القياسية (درجة الحرارة: 25 درجة مئوية ؛ الضغط: 1 atm).

لأن الاحتراق هو تفاعل طارد للحرارة ، فإن التغير في المحتوى الحراري (∆H) سيكون له دائمًا قيمة سالبة.

يمكن حساب المحتوى الحراري للاحتراق باستخدام الصيغة التالية:

ΔH = H._منتجات - ح_{الكواشف}

الاحتراق التلقائي

الاحتراق التلقائي هو الذي يحدث دون وجود مصدر خارجي قابل للاشتعال.

يحدث هذا مع بعض المواد القادرة على تراكم الكثير من الحرارة بداخلها ، مما يزيد من سرعة التفاعلات الكيميائية. تزيد هذه الحالة من درجة حرارة المادة حتى يحدث الاحتراق.

لا يزال هناك دليل على احتراق بشري ذاتي (CHE) ، حيث يحترق الجسم دون أي تأثير من مصادر خارجية.

كان من الممكن أن يحدث أول سجل لهذه الحالة لامرأة ، وهي نائمة ، في عام 1663. كانت هناك حالات أخرى مماثلة مرتبطة أيضًا بالاحتراق البشري التلقائي.

ومع ذلك ، لا يزال العلم يحاول فهم كيفية حدوث العملية في جسم الإنسان. في الوقت الحالي ، لا يوجد سوى عدد قليل من النظريات لشرح هذه الظاهرة.

نرى أيضا: إطلاق النار