Forbrænding er enhver kemisk reaktion, hvor en brændstof (oxiderbart materiale) reagerer med en oxidator - et gasformigt materiale, der indeholder iltgas (O2), som luft. Denne reaktion er altid eksoterm, det vil sige, den frigiver energi i form af varme. Generelt frigives andre produkter, især når brændstoffet er en organisk forbindelse, såsom kuldioxid og vand, som det vil blive forklaret yderligere nedenfor.
Brændstoffer kan være faste (papir, træ, kul osv.), Flydende (alkohol, benzin, olie diesel etc.) eller gasformig (hydrogengas, butangas osv.). Forbrændingsreaktioner er redox, da brændstoffer gennemgår oxidation (de mister elektroner og deres NOx øges) og oxidatoren, som er ilt, reduceres (den får elektroner og dens Nox falder) til dannelse af Produkter.
Disse reaktioner er meget almindelige og vigtige i vores daglige liv. Se nogle eksempler:
Brændende brændstoffer som benzin og ethanol til at drive køretøjer;
Brændstof brændende i industrier;
Afbrænding af madlavningsgas til madlavning;
Brænde ild;
Vores krops celler udfører forbrænding for at fordøje mad og producere energi, der forbruges af kroppen.
Bålet er et eksempel på en forbrændingsreaktion
Bemærk, at forbrændingsreaktioner hovedsageligt udføres for at opnå termisk energi til mekanisk, elektrisk, opvarmning osv.
For at forbrændingsreaktioner kan forekomme, skal der desuden tænding, det vil sige noget som en gnist til at give aktiveringsenergi, hvilket er den nødvendige minimale energi til at starte processen.
En gang startet, a Kædereaktion, da energien frigivet i selve reaktionen tillader forbrændingen at fortsætte. Det stopper kun, når brændstoffet eller oxidationsmidlet løber tør.
Der er to basistyper af forbrændingsreaktioner af organiske forbindelser, som er fuldstændig og ufuldstændig forbrænding. Se hvad hver enkelt handler om:
* Fuldstændig forbrænding: Det sker, når der er nok ilt til at forbruge alt brændstof og producere kuldioxid og vand som produkter. Desuden når Nox af kulstof i fuldstændige forbrændingsreaktioner sin maksimale værdi, som er +4.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Eksempler:
Fuldstændig forbrænding af metan: CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O(g) + varme
Fuldstændig forbrænding af butan: 2 C4H10 (g) + 13 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 10 H2O(g) + varme
På grund af den stigende forbrænding af fossile brændstoffer, såsom kul og olieprodukter, er mængden af kuldioxid (CO2) i atmosfæren er steget meget, hvilket forværrer problemet med global opvarmning på grund af intensiveringen af drivhuseffekt.
Derudover, hvis der er svovlrester i brændstoffet, forbrændes de også og frigiver svovloxider i atmosfæren:
s(s) + 3/2 O2 (g) → OS3 (g)
Dette oxid reagerer med regnvand og genererer svovlsyre, hvilket fører til et andet miljøproblem: syreregn.
Forbrænding af fossile brændstoffer fra biler frigiver forurenende gasser i atmosfæren
* Ufuldstændig forbrænding: Det sker, når der ikke er nok ilt til at forbruge alt brændstof og producerer kulilte og vand eller sod (som grundlæggende består af kulstof) og vand som produkter. Desuden når Nox af kulstof i ufuldstændige forbrændingsreaktioner lavere værdier såsom +1 og +2.
Eksempler:
Ufuldstændig forbrænding af metan: CH4 (g) + 3/2 O2 (g) → CO(g) + 2 H2O(g)
Ufuldstændig forbrænding af metan: CH4 (g) + O2 (g) → C(s) + 2 H2O(g)
Ufuldstændig forbrænding af butangas: C4H10 (g) + 9 O2 (g) → 8 CO(g) + 10 H2O(g)
Ufuldstændig forbrænding af butangas: C4H10 (g) + 5 O2 (g) → 8C(g) + 10 H2O(g)
Ufuldstændige forbrændingsreaktioner genererer mindre energi og danner også affald, der er meget giftigt for miljøet.
Undersøgelsen af forbrændingsreaktioner er således yderst vigtig ikke kun for at fremme de teknikker, der anvendes i det moderne samfund, men også for at kontrollere og reducere deres skadelige virkninger.
Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Hvad er forbrænding?"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Adgang til 28. juni 2021.
