Горіння - це будь-яка хімічна реакція, в якій a паливо (окислюваний матеріал) реагує з а окислювач - газоподібний матеріал, що містить газоподібний кисень (O2), як повітря. Ця реакція завжди екзотермічна, тобто виділяє енергію у вигляді тепла. Як правило, виділяються інші продукти, особливо коли паливо є органічною сполукою, такою як діоксид вуглецю та вода, як це буде пояснено далі.
Паливо може бути твердим (папір, деревина, вугілля тощо), рідким (спирт, бензин, нафта дизель тощо.) або газоподібні (газоподібний водень, газ бутан тощо). Реакції горіння окислювально-відновлювальні, оскільки паливо зазнає окислення (вони втрачають електрони та NOx збільшується) і окислювач, який є киснем, відновлюється (він отримує електрони, а його Nox зменшується) для утворення продуктів.
Ці реакції дуже поширені та важливі у нашому повсякденному житті. Див. Кілька прикладів:
Спалювання палива, такого як бензин та етанол, до енергетичних транспортних засобів;
Спалювання палива в галузях промисловості;
Спалювання кулінарного газу для приготування їжі;
Горіння вогню;
Клітини нашого організму здійснюють горіння, щоб перетравлювати їжу і виробляти енергію, яка буде споживатися організмом.
Багаття - приклад реакції горіння
Зауважимо, що реакції горіння в основному проводяться для отримання теплової енергії для механічного, електричного, опалювального тощо.
Крім того, для того, щоб відбувалися реакції горіння, a займання, тобто щось на зразок іскри для забезпечення енергія активації, яка є мінімальною енергією, необхідною для запуску процесу.
Щойно розпочавши, a Ланцюгова реакція, оскільки енергія, що виділяється в самій реакції, дозволяє продовжувати горіння. Він зупиняється лише тоді, коли закінчується паливо або окислювач.
Існує два основних типи реакцій горіння органічних сполук, якими є повне і неповне згоряння. Подивіться, про що йдеться в кожному:
* Повне згоряння: Це відбувається, коли кисню достатньо для споживання всього палива та утворення вуглекислого газу та води як продуктів. Крім того, при повних реакціях горіння Nox вуглецю досягає свого максимального значення, яке становить +4.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Приклади:
Повне згоряння метану: СН4 (г) + 2 O2 (г) → CO2 (г) + 2 год2О(g) + тепло
Повне згоряння бутану: 2 С4H10 (г) + 13 О2 (г) → 8 CO2 (г) + 10 год2О(g) + тепло
Через збільшення спалювання викопних видів палива, таких як вугілля та нафтопродукти, кількість вуглекислого газу (CO2) в атмосфері значно збільшився, посилюючи проблему глобального потепління внаслідок активізації парниковий ефект.
Крім того, якщо в паливі є залишки сірки, вони також будуть спалюватися, виділяючи в атмосферу оксиди сірки:
s(s) + 3/2 O2 (г) → ОС3 (г)
Цей оксид реагує з дощовою водою і утворює сірчану кислоту, що призводить до іншої екологічної проблеми: кислотний дощ.
При спалюванні автомобілів викопного палива виділяються забруднюючі гази в атмосферу
* Неповне згоряння: Це відбувається, коли недостатньо кисню для споживання всього палива і утворюється чадний газ і вода або сажа (яка в основному складається з вуглецю) і вода як продукти. Крім того, при неповних реакціях горіння Nox вуглецю досягає нижчих значень, таких як +1 та +2.
Приклади:
Неповне згоряння метану: СН4 (г) + 3/2 O2 (г) → CO(g) + 2 год2О(g)
Неповне згоряння метану: СН4 (г) + O2 (г) → C(s) + 2 год2О(g)
Неповне згоряння газу бутану: C4H10 (г) + 9 О2 (г) → 8 CO(g) + 10 год2О(g)
Неповне згоряння газу бутану: C4H10 (г) + 5 O2 (г) → 8C(g) + 10 год2О(g)
Неповні реакції горіння генерують менше енергії, а також утворюють дуже токсичні для навколишнього середовища відходи.
Таким чином, вивчення реакцій горіння є надзвичайно важливим не лише для вдосконалення методів, що застосовуються в сучасному суспільстві, але й для контролю та зменшення їх шкідливого впливу.
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
FOGAÇA, Дженніфер Роша Варгас. "Що таке горіння?"; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm. Доступ 28 червня 2021 року.
