מהי בעירה?

בעירה היא כל תגובה כימית בה א דלק (חומר מחומצן) מגיב עם חמצון - חומר גזי המכיל גז חמצן (O₂), כמו אוויר. תגובה זו תמיד אקסותרמית, כלומר היא משחררת אנרגיה בצורת חום. בדרך כלל מוצרים אחרים משתחררים, במיוחד כאשר הדלק הוא תרכובת אורגנית, כגון פחמן דו חמצני ומים, כפי שיוסבר בהמשך.

דלקים יכולים להיות מוצקים (נייר, עץ, פחם וכו '), נוזלים (אלכוהול, בנזין, נפט דִיזֶל וכו.) או גזי (גז מימן, גז בוטאן וכו '). תגובות הבעירה הן חמצון מחדש, מכיוון שהדלקים עוברים חמצון (הם מאבדים אלקטרונים ו- NOx שלהם גדל) והחמצון שהוא חמצן מצטמצם (הוא צובר אלקטרונים וה- Nox שלו פוחת) ליצירת מוצרים.

תגובות אלו שכיחות וחשובות מאוד בחיי היומיום שלנו. ראה כמה דוגמאות:

• שריפת דלקים כמו בנזין ואתנול לכלי רכב המניע;

• שריפת דלק בתעשיות;

• שריפת גז בישול לבישול אוכל;

• שריפת אש;

• תאי גופנו מבצעים בעירה לעיכול מזון וייצור אנרגיה שייצרך על ידי הגוף.

המדורה היא דוגמה לתגובת בעירה

שים לב שתגובות הבעירה מתבצעות בעיקר להשגת אנרגיה תרמית למכני, חשמל, חימום וכו '.

בנוסף, כדי שיתרחשו תגובות בעירה, א הַצָתָהכלומר משהו כמו ניצוץ לספק את אנרגיית הפעלה, שהיא האנרגיה המינימלית הדרושה כדי להתחיל בתהליך.

ברגע שהתחלתי, א תגובת שרשרת, מכיוון שהאנרגיה המשתחררת בתגובה עצמה מאפשרת להמשיך בעירה. זה מפסיק רק כשנגמר הדלק או החמצון.

ישנם שני סוגים בסיסיים של תגובות בעירה של תרכובות אורגניות, שהם בעירה מלאה ולא שלמה. ראה על מה כל אחד מהם עוסק:

* בעירה מלאה: זה קורה כשיש מספיק חמצן בכדי לצרוך את כל הדלקים ולייצר פחמן דו חמצני ומים כמוצרים. יתר על כן, בתגובות בעירה מוחלטות, ה- Nox של הפחמן מגיע לערכו המרבי, שהוא +4.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

דוגמאות:

בעירה מלאה של מתאן: CH_{4 (גרם)} + 2 O_{2 (גרם)} → CO_{2 (גרם)} + 2 H₂או_(ז) + חום

בעירה מוחלטת של בוטאן: 2 C₄ה_{10 (גרם)} + 13 O_{2 (גרם)} → 8 CO_{2 (גרם)} + 10 ח₂או_(ז) + חום

עקב הבעירה הגוברת של דלקים מאובנים, כגון פחם ומוצרי נפט, כמות הפחמן הדו חמצני (CO₂באטמוספירה גדל מאוד, ומחמיר את בעיית ההתחממות הגלובלית עקב התעצמותה של אפקט החממה.

בנוסף, אם יש שרידי גופרית בדלק, הם גם יישרפו, וישחררו תחמוצות גופרית לאטמוספירה:

ס_(ים) + 3/2 O_{2 (גרם)} → מערכת הפעלה_{3 (ז)}

תחמוצת זו מגיבה עם מי גשמים ויוצרת חומצה גופרתית, מה שמוביל לבעיה סביבתית נוספת: גשם חומצי.

שריפת דלקים מאובנים על ידי מכוניות משחררת גזים מזהמים לאטמוספירה

בעירה לא שלמה: זה קורה כשאין מספיק חמצן לצרוך את כל הדלקים ומייצר פחמן חד חמצני ומים או פיח (שמורכב בעצם מפחמן) ומים כמוצרים. יתר על כן, בתגובות בעירה לא שלמות, ה- Nox של פחמן מגיע לערכים נמוכים יותר כמו +1 ו- +2.

דוגמאות:

בעירה לא שלמה של מתאן: CH_{4 (גרם)} + 3/2 O_{2 (גרם)} → CO_(ז) + 2 H₂או_(ז)
בעירה לא שלמה של מתאן: CH_{4 (גרם)} + O_{2 (גרם)} → ג_(ים) + 2 H₂או_(ז)

בעירה לא שלמה של גז בוטאן: ג₄ה_{10 (גרם)} + 9 O_{2 (גרם)} → 8 CO_(ז) + 10 ח₂או_(ז)
בעירה לא שלמה של גז בוטאן: ג₄ה_{10 (גרם)} + 5 O_{2 (גרם)} → 8C_(ז) + 10 ח₂או_(ז)

תגובות בעירה לא שלמות מייצרות פחות אנרגיה ויוצרות גם פסולת רעילה מאוד לסביבה.

לפיכך, חקר תגובות הבעירה חשוב ביותר לא רק כדי לקדם את הטכניקות הנהוגות בחברה המודרנית, אלא גם כדי לשלוט ולהפחית את השפעותיהם המזיקות.

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "מהי בעירה?"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.