Spalanie to każda reakcja chemiczna, w której a paliwo (materiał utleniający się) reaguje z a utleniacz — materiał gazowy zawierający gazowy tlen (O2), jak powietrze. Ta reakcja jest zawsze egzotermiczna, to znaczy uwalnia energię w postaci ciepła. Na ogół uwalniane są inne produkty, zwłaszcza gdy paliwem jest związek organiczny, taki jak dwutlenek węgla i woda, co zostanie wyjaśnione poniżej.
Paliwa mogą być stałe (papier, drewno, węgiel itp.), płynne (alkohol, benzyna, olej) diesel itp.) lub gazowe (wodór, butan itp.). Reakcje spalania są redoks, ponieważ paliwa ulegają utlenianiu (tracą elektrony i ich NOx zwiększa się), a utleniacz, którym jest tlen, jest redukowany (dostaje elektrony, a jego Nox spada) do tworzenia produkty.
Te reakcje są bardzo częste i ważne w naszym codziennym życiu. Zobacz kilka przykładów:
Spalanie paliw, takich jak benzyna i etanol do zasilania pojazdów;
Spalanie paliw w przemyśle;
Spalanie gazu do gotowania do gotowania żywności;
Palenie ognia;
Komórki naszego organizmu dokonują spalania, aby trawić żywność i wytwarzać energię, która zostanie zużyta przez organizm.
Ognisko jest przykładem reakcji spalania
Należy zauważyć, że reakcje spalania są przeprowadzane głównie w celu uzyskania energii cieplnej do mechanicznego, elektrycznego, ogrzewania i tak dalej.
Ponadto, aby zaszły reakcje spalania, a zapłon, czyli coś w rodzaju iskry, która zapewni energia aktywacji, czyli minimalna energia potrzebna do rozpoczęcia procesu.
Po uruchomieniu, a Reakcja łańcuchowa, ponieważ energia uwalniana w samej reakcji umożliwia kontynuowanie spalania. Zatrzymuje się dopiero, gdy skończy się paliwo lub utleniacz.
Istnieją dwa podstawowe typy reakcji spalania związków organicznych, którymi są: spalanie całkowite i niepełne. Zobacz, o czym jest każdy z nich:
* Całkowite spalanie: Występuje, gdy jest wystarczająco dużo tlenu, aby zużyć całe paliwo i wyprodukować dwutlenek węgla i wodę jako produkty. Ponadto w reakcjach całkowitego spalania NOx węgla osiąga swoją maksymalną wartość, która wynosi +4.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Przykłady:
Całkowite spalanie metanu: CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 godz2O(sol) + ciepło
Całkowite spalanie butanu: 2 C4H10(g) + 13 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 godz2O(sol) + ciepło
Ze względu na rosnące spalanie paliw kopalnych, takich jak węgiel i produkty ropopochodne, ilość dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze znacznie wzrosło, pogłębiając problem globalnego ocieplenia ze względu na intensyfikację efekt cieplarniany.
Ponadto, jeśli w paliwie znajdują się pozostałości siarki, będą one również spalane, uwalniając tlenki siarki do atmosfery:
s(y) + 3/2 O2(g) → OS3(g)
Tlenek ten reaguje z wodą deszczową i wytwarza kwas siarkowy, co prowadzi do kolejnego problemu środowiskowego: kwaśny deszcz.
Spalanie paliw kopalnych przez samochody uwalnia do atmosfery zanieczyszczające gazy
* Niepełne spalanie: Występuje, gdy nie ma wystarczającej ilości tlenu do zużycia całego paliwa i produkuje tlenek węgla i wodę lub sadzę (która zasadniczo składa się z węgla) oraz wodę jako produkty. Ponadto w reakcjach niecałkowitego spalania NOx węgla osiąga niższe wartości, takie jak +1 i +2.
Przykłady:
Niepełne spalanie metanu: CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(sol) + 2 godz2O(sol)
Niepełne spalanie metanu: CH4(g) + O2(g) → C(y) + 2 godz2O(sol)
Niepełne spalanie gazu butanowego: C4H10(g) + 9 O2(g) → 8 CO(sol) + 10 godz2O(sol)
Niepełne spalanie gazu butanowego: C4H10(g) + 5 O2(g) → 8C(sol) + 10 godz2O(sol)
Reakcje niepełnego spalania generują mniej energii, a także tworzą odpady bardzo toksyczne dla środowiska.
Dlatego badanie reakcji spalania jest niezwykle ważne nie tylko dla postępu technik stosowanych we współczesnym społeczeństwie, ale także dla kontrolowania i ograniczania ich szkodliwych skutków.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Co to jest spalanie?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.
