Η καύση είναι οποιαδήποτε χημική αντίδραση στην οποία a καύσιμα (οξειδώσιμο υλικό) αντιδρά με α οξειδωτής - ένα αέριο υλικό που περιέχει αέριο οξυγόνο (O2σαν τον αέρα. Αυτή η αντίδραση είναι πάντα εξώθερμη, δηλαδή απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Γενικά, άλλα προϊόντα απελευθερώνονται, ειδικά όταν το καύσιμο είναι οργανική ένωση, όπως διοξείδιο του άνθρακα και νερό, όπως θα εξηγηθεί παρακάτω.
Τα καύσιμα μπορεί να είναι στερεά (χαρτί, ξύλο, άνθρακας κ.λπ.), υγρά (αλκοόλ, βενζίνη, λάδι ντίζελ και τα λοιπά.) ή αέρια (αέριο υδρογόνο, αέριο βουτάνιο, κ.λπ.). Οι αντιδράσεις καύσης είναι redox, καθώς τα καύσιμα υφίστανται οξείδωση (χάνουν τα ηλεκτρόνια και τα NOx τους αυξάνεται) και ο οξειδωτής, που είναι οξυγόνο, μειώνεται (κερδίζει ηλεκτρόνια και το Nox του μειώνεται) για το σχηματισμό προϊόντα.
Αυτές οι αντιδράσεις είναι πολύ συχνές και σημαντικές στην καθημερινή μας ζωή. Δείτε μερικά παραδείγματα:
Καύση καυσίμων όπως βενζίνη και αιθανόλη σε οχήματα με κινητήρα ·
Καύση καυσίμων στις βιομηχανίες ·
Καύση αερίου μαγειρέματος για μαγείρεμα φαγητού.
Κάψιμο φωτιάς
Τα κύτταρα του σώματός μας πραγματοποιούν καύση για την πέψη των τροφίμων και την παραγωγή ενέργειας που θα καταναλώνεται από τον οργανισμό.
Η φωτιά είναι ένα παράδειγμα αντίδρασης καύσης
Σημειώστε ότι οι αντιδράσεις καύσης πραγματοποιούνται κυρίως για τη λήψη θερμικής ενέργειας για μηχανική, ηλεκτρική, θέρμανση και ούτω καθεξής.
Επιπλέον, για να εμφανιστούν αντιδράσεις καύσης, α ανάφλεξη, δηλαδή, σαν μια σπίθα για να παρέχει ενέργεια ενεργοποίησης, η οποία είναι η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για την έναρξη της διαδικασίας.
Μόλις ξεκινήσει, α Αλυσιδωτή αντίδραση, καθώς η ενέργεια που απελευθερώνεται στην ίδια την αντίδραση επιτρέπει τη συνέχιση της καύσης. Σταματά μόνο όταν εξαντληθεί το καύσιμο ή οξειδωτής.
Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι αντιδράσεων καύσης οργανικών ενώσεων, οι οποίοι είναι οι πλήρης και ατελής καύση. Δείτε τι είναι το καθένα:
* Πλήρης καύση: Εμφανίζεται όταν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για να καταναλώνει όλο το καύσιμο και να παράγει διοξείδιο του άνθρακα και νερό ως προϊόντα. Επιπλέον, σε αντιδράσεις πλήρους καύσης, το Νοξ άνθρακα φτάνει τη μέγιστη τιμή του, που είναι +4.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Παραδείγματα:
Πλήρης καύση μεθανίου: CH4 (ζ) + 2 O2 (ζ) → CO2 (ζ) + 2 Ω2Ο(σολ) + θερμότητα
Πλήρης καύση βουτανίου: 2 C4Η10 (ζ) + 13 O2 (ζ) → 8 CO2 (ζ) + 10 Ω2Ο(σολ) + θερμότητα
Λόγω της αυξανόμενης καύσης ορυκτών καυσίμων, όπως ο άνθρακας και τα προϊόντα πετρελαίου, η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί πολύ, επιδεινώνοντας το πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη λόγω της εντατικοποίησης του το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Επιπλέον, εάν υπάρχουν υπολείμματα θείου στο καύσιμο, θα καούν επίσης, απελευθερώνοντας οξείδια του θείου στην ατμόσφαιρα:
μικρό(μικρό) + 3/2 Ο2 (ζ) → Λειτουργικό σύστημα3 (ζ)
Αυτό το οξείδιο αντιδρά με το νερό της βροχής και παράγει θειικό οξύ, το οποίο οδηγεί σε ένα άλλο περιβαλλοντικό πρόβλημα: όξινη βροχή.
Η καύση ορυκτών καυσίμων από αυτοκίνητα απελευθερώνει ρυπογόνα αέρια στην ατμόσφαιρα
* Ατελής καύση: Εμφανίζεται όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για να καταναλώσει όλο το καύσιμο και παράγει μονοξείδιο του άνθρακα και νερό ή αιθάλη (το οποίο βασικά αποτελείται από άνθρακα) και νερό ως προϊόντα. Επιπλέον, σε ατελείς αντιδράσεις καύσης, ο άνθρακας NOx φθάνει σε χαμηλότερες τιμές όπως +1 και +2.
Παραδείγματα:
Ατελής καύση μεθανίου: CH4 (ζ) + 3/2 Ο2 (ζ) → CO(σολ) + 2 Ω2Ο(σολ)
Ατελής καύση μεθανίου: CH4 (ζ) + Ο2 (ζ) → Γ(μικρό) + 2 Ω2Ο(σολ)
Ατελής καύση αερίου βουτανίου: C4Η10 (ζ) + 9 Ο2 (ζ) → 8 CO(σολ) + 10 Ω2Ο(σολ)
Ατελής καύση αερίου βουτανίου: C4Η10 (ζ) + 5 O2 (ζ) → 8C(σολ) + 10 Ω2Ο(σολ)
Οι ατελείς αντιδράσεις καύσης παράγουν λιγότερη ενέργεια και σχηματίζουν επίσης απόβλητα που είναι πολύ τοξικά για το περιβάλλον.
Έτσι, η μελέτη των αντιδράσεων καύσης είναι εξαιρετικά σημαντική όχι μόνο για την προώθηση των τεχνικών που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη κοινωνία, αλλά και για τον έλεγχο και τη μείωση των επιβλαβών επιπτώσεών τους.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Τι είναι η καύση;"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Πρόσβαση στις 28 Ιουνίου 2021.
