La combustione è qualsiasi reazione chimica in cui a carburante (materiale ossidabile) reagisce con a ossidante — un materiale gassoso che contiene gas ossigeno (O2), come l'aria. Questa reazione è sempre esotermica, cioè libera energia sotto forma di calore. In genere vengono rilasciati altri prodotti, soprattutto quando il combustibile è un composto organico, come anidride carbonica e acqua, come verrà spiegato più avanti.
I combustibili possono essere solidi (carta, legno, carbone ecc.), liquidi (alcool, benzina, olio diesel eccetera.) o gassoso (gas idrogeno, gas butano, ecc.). Le reazioni di combustione sono redox, poiché i combustibili subiscono ossidazione (perdono elettroni e i loro NOx aumenta) e l'ossidante, che è l'ossigeno, si riduce (acquista elettroni e diminuisce il suo Nox) per la formazione di prodotti.
Queste reazioni sono molto comuni e importanti nella nostra vita quotidiana. Vedi alcuni esempi:
Combustibili bruciati come benzina ed etanolo per alimentare i veicoli;
Combustione di combustibili nelle industrie;
Bruciare gas da cucina per la cottura di alimenti;
Bruciare un fuoco;
Le cellule del nostro corpo effettuano la combustione per digerire il cibo e produrre energia che verrà consumata dal corpo.
Il falò è un esempio di reazione di combustione
Si noti che le reazioni di combustione vengono principalmente eseguite per ottenere energia termica per scopi meccanici, elettrici, di riscaldamento e così via.
Inoltre, affinché si verifichino reazioni di combustione, a accensione, cioè qualcosa come una scintilla per fornire il energia di attivazione, che è l'energia minima necessaria per avviare il processo.
Una volta avviato, a Reazione a catena, in quanto l'energia rilasciata nella reazione stessa permette alla combustione di continuare. Si ferma solo quando il carburante o l'ossidante si esauriscono.
Ci sono due tipi fondamentali di reazioni di combustione dei composti organici, che sono le combustione completa e incompleta. Guarda di cosa tratta ciascuno:
* Combustione completa: Si verifica quando c'è abbastanza ossigeno per consumare tutto il carburante e produrre anidride carbonica e acqua come prodotti. Inoltre, nelle reazioni di combustione completa, il Nox del carbonio raggiunge il suo valore massimo, che è +4.
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Esempi:
Combustione completa del metano: CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2oh(g) + calore
Combustione completa del butano: 2 C4H10(g) + 13 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 H2oh(g) + calore
A causa della crescente combustione di combustibili fossili, come carbone e prodotti petroliferi, la quantità di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera è molto aumentata, aggravando il problema del riscaldamento globale dovuto all'intensificarsi della effetto serra.
Inoltre, se nel combustibile sono presenti residui di zolfo, anche questi verranno bruciati, rilasciando ossidi di zolfo nell'atmosfera:
S(S) + 3/2 O2(g) → Sistema operativo3(g)
Questo ossido reagisce con l'acqua piovana e genera acido solforico, che porta a un altro problema ambientale: pioggia acida.
La combustione di combustibili fossili da parte delle automobili rilascia gas inquinanti nell'atmosfera
* Combustione incompleta: Si verifica quando non c'è abbastanza ossigeno per consumare tutto il carburante e produce monossido di carbonio e acqua o fuliggine (che è fondamentalmente costituita da carbonio) e acqua come prodotti. Inoltre, nelle reazioni di combustione incomplete, il carbonio NOx raggiunge valori inferiori come +1 e +2.
Esempi:
Combustione incompleta del metano: CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2 H2oh(g)
Combustione incompleta del metano: CH4(g) + O2(g) → C(S) + 2 H2oh(g)
Combustione incompleta di gas butano: C4H10(g) + 9 O2(g) → 8 CO(g) + 10 H2oh(g)
Combustione incompleta di gas butano: C4H10(g) + 5 O2(g) → 8C(g) + 10 H2oh(g)
Le reazioni di combustione incomplete generano meno energia e formano anche rifiuti molto tossici per l'ambiente.
Pertanto, lo studio delle reazioni di combustione è estremamente importante non solo per far progredire le tecniche utilizzate nella società moderna, ma anche per controllarne e ridurne gli effetti dannosi.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Cos'è la combustione?"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Consultato il 28 giugno 2021.
