izgaranje

Kemija

2022

Objašnjavamo što je izgaranje, kako se događa i koje su faze reakcije. Također, klasifikacija i primjeri.

Izgaranje je kemijska reakcija koja oslobađa svjetlosnu i toplinsku energiju.

Što je izgaranje?

Izgaranje je vrsta egzotermna kemijska reakcija. Može uključiti materija u plinovitom stanju ili u heterogenom stanju (tekućina-plin ili krutina-plin). Generirati svjetlo Y toplina u većini slučajeva, a događa se znatno brzo.

Tradicionalno se izgaranje shvaća kao proces oksidacija brzina određenih gorivnih elemenata, odnosno sastavljenih uglavnom od vodika, ugljika i ponekad sumpora. Nadalje, nužno se odvija u prisutnosti kisika.

Zapravo, izgaranja jesu redoks reakcije (redukcija-oksidacija) koja se može dogoditi kako kontrolirano, kao što je u motorima s unutarnjim izgaranjem, tako i nekontrolirano, kao što su eksplozije. Ove reakcije uključuju razmjenu elektrona između atoma tvari tijekom reakcije.

Većinu vremena dolazi do izgaranja Termalna energija Y svjetlo a također proizvode i druge plinovite i čvrste tvari, kao što su ugljični dioksid (CO2) i vodena paraili krute ostatke goriva (tvar koja se troši u reakciji) i od oksidant (tvar koja potiče reakciju). Nastale tvari ovise o kemijskoj prirodi reagensa uključenih u izgaranje.

Na taj način, iako je u tradicionalnoj slici izgaranja uvijek uključena vatra, moguće je da se vatra ne stvara, jer nije ništa drugo do oblik plazma (ionizirani plin) proizvod oslobađanja topline iz kemijska reakcija izgaranja, koje će nastati ovisi o uvjetima i reaktantima svake specifične reakcije.

Kako se odvija izgaranje?

Izgaranje uvijek rezultira CO2, vodenom parom, energijom i drugim spojem.

Izgaranje je vrsta redoks reakcije, odnosno redukcijsko-oksidacijske reakcije. To znači da se u njima jedan reaktant oksidira (gubi elektrone), dok se drugi reducira (dobija elektrone).

U slučaju izgaranja, oksidant (kisik) dobiva elektrone od redukcijskog sredstva (goriva), ili što je isto, oksidant (kisik), dobiva elektrone iz goriva. To se općenito daje prema sljedećoj formuli:

Spojevi izgaranja mogu varirati u svakoj reakciji izgaranja, ovisno o njihovoj prirodi, baš kao što mogu varirati i razine goriva. Energija generirana. Ali ugljični dioksid i voda na neki način nastaju u svim izgaranjima.

Vrste izgaranja

Postoje tri vrste izgaranja:

  • Potpuno ili savršeno izgaranje. To su one reakcije u kojima se zapaljivi materijal potpuno oksidira (troši) i nastaju drugi oksigenirani spojevi, poput ugljičnog dioksida (CO2) ili sumporovog dioksida (SO2), ovisno o slučaju, i vode (H2O).
  • Stehiometrijsko ili neutralno izgaranje. Ovo je naziv dat idealnim potpunim izgaranjima, koja za svoju reakciju koriste prave količine kisika i koja se općenito događaju samo u okoliš kontrolirano iz laboratorija.
  • Nepotpuna izgaranja. To su one reakcije u kojima se u plinovima izgaranja pojavljuju spojevi koji nisu potpuno oksidirani (također se nazivaju i neizgorjeli). Takvi spojevi mogu biti ugljični monoksid (CO), vodik, čestice ugljika i tako dalje.

Reakcija izgaranja

Procesi izgaranja zapravo se sastoje od skupa brzih i istodobnih kemijskih reakcija. Svaka od ovih reakcija može se nazvati stadijem ili fazom. Tri osnovne faze izgaranja su:

  • Predreakcija ili prva faza. The ugljikovodici prisutni u zapaljivom materijalu se raspadaju i započinju svoju reakciju s kisikom u zrak, tvoreći radikale (molekularno nestabilni spojevi). Time započinje lančana reakcija pojavljivanja i nestajanja kemijski spojevi gdje općenito nastaje više spojeva nego što se razgrađuje.
  • Oksidacija ili druga faza. U ovoj fazi se stvara većina toplinske energije reakcije. Kako kisik reagira s radikalima iz prethodne faze, dolazi do procesa pomak nasilan od elektrona. U slučaju eksplozija, veliki broj radikala dovodi do masovne i burne reakcije.
  • Kraj reakcije ili treća faza. Javlja se kada je oksidacija radikala završena i molekule stabilan koji će biti produkti izgaranja.

Primjeri izgaranja

Izgaranje se događa unutar motora koji oslobađaju energiju za kretanje.

Neki jednostavni primjeri izgaranja u svakodnevnom životu su:

  • Paljenje šibice/šibice. To je najamblematičniji slučaj izgaranja. Kada se fosforna glava (prekrivena fosforom i sumporom) struže o hrapavu površinu, zagrijava se trenje i pokreće brzo izgaranje, što zauzvrat proizvodi kratki plamen.
  • Paljenje plinskog štednjaka. Domaće kuhinje općenito rade sagorijevanjem ugljikovodika smjesa propana (C3H8) i butana (C4H10), koje uređaj crpi iz cijevi ili spremnika. Postavljen u dodir sa zrakom i opskrbljen početnim nabojem toplinske energije (kao što je plamen pilota ili onaj fosfora), plin počinje svoju reakciju; ali da bi plamen gorio, gorivo se mora dovoditi neprekidno.
  • Čvrsti temelji i organski materijal. Većina od baze jaki (hidroksidi) kao što su kaustična soda, kaustična potaša i drugo pH ekstremno bazični, generiraju burne oksidacijske reakcije kada dođu u dodir s organski materijal. To znači da se u dodiru s tim tvarima možemo opeći, pa čak i zapaliti vatru s njima, budući da su te reakcije obično vrlo egzotermne.
  • Motori s unutarnjim izgaranjem. Ovi uređaji su prisutni u automobilima, čamcima i drugim vozilima s kojima rade fosilna goriva kao što su dizel, benzin ili kerozin. Oni su primjer korištenja kontroliranog izgaranja. U njima se troše ugljikovodici u gorivu i stvaraju male eksplozije koje se unutar klipnog sustava pretvaraju u pokret, također proizvodi zagađujuće plinove koji se ispuštaju u atmosfera.
!-- GDPR -->