Vysvetlíme, čo je to horenie, ako k nemu dochádza a aké sú štádiá reakcie. Tiež klasifikácia a príklady.
Horenie je chemická reakcia, pri ktorej sa uvoľňuje svetelná a tepelná energia.Čo je to spaľovanie?
Spaľovanie je typ exotermická chemická reakcia. Môže zahŕňať záležitosť v plynné skupenstvo alebo v heterogénnom stave (kvapalina-plyn alebo pevná látka-plyn). Generovať svetlo Y teplo vo väčšine prípadov a vyskytuje sa značne rýchlo.
Tradične sa spaľovanie chápe ako proces oxidácia rýchlosť určitých palivových prvkov, to znamená, že pozostávajú hlavne z vodíka, uhlíka a niekedy aj síry. Ďalej nevyhnutne prebieha v prítomnosti kyslíka.
V skutočnosti sú to spaľovania redoxné reakcie (redukcia-oxidácia), ktorá môže prebiehať riadeným spôsobom, napríklad v spaľovacích motoroch, alebo nekontrolovane, napríklad pri výbuchoch. Tieto reakcie zahŕňajú výmenu elektróny medzi atómov hmoty počas reakcie.
Väčšinu času vznikajú spaľovanie termálna energia Y svetlo a produkujú aj iné plynné a pevné látky, ako je oxid uhličitý (CO2) a vodná paraalebo tuhé zvyšky paliva (látka spotrebovaná pri reakcii) a okysličovadlo (látka, ktorá podporuje reakciu). Vzniknuté látky závisia od chemickej povahy činidiel, ktoré sa podieľajú na spaľovaní.
Týmto spôsobom, hoci v tradičnom obraze spaľovania vždy ide o oheň, je možné, že oheň nevznikne, pretože to nie je nič iné ako forma plazma (ionizovaný plyn) produkt uvoľnenia tepla z chemická reakcia spaľovania, ktorého vznik závisí od podmienok a reaktantov každej špecifickej reakcie.
Ako prebieha spaľovanie?
Výsledkom spaľovania je vždy CO2, vodná para, energia a ďalšie zlúčeniny.Spaľovanie je typ redoxnej reakcie, teda redukčno-oxidačnej reakcie. To znamená, že v nich sa jeden reaktant oxiduje (stratí elektróny), zatiaľ čo druhý sa redukuje (elektróny získava).
V prípade spaľovania oxidačné činidlo (kyslík) získava elektróny z redukčného činidla (palivo), alebo to isté, okysličovadlo (kyslík), získava elektróny z paliva. Vo všeobecnosti sa to udáva podľa nasledujúceho vzorca:
Spaľovacie zlúčeniny sa môžu meniť pri každej spaľovacej reakcii v závislosti od ich povahy, rovnako ako sa môžu meniť hladiny paliva. energie generované. Ale oxid uhličitý a voda nejakým spôsobom vznikajú pri každom spaľovaní.
Druhy spaľovania
Existujú tri typy spaľovania:
- Úplné alebo dokonalé spaľovanie. Sú to také reakcie, pri ktorých sa horľavý materiál úplne oxiduje (spotrebuje) a vznikajú ďalšie okysličené zlúčeniny, ako napríklad oxid uhličitý (CO2) alebo oxid siričitý (SO2), prípadne voda (H2O).
- Stechiometrické alebo neutrálne spaľovanie. Toto je názov pre ideálne úplné spaľovanie, ktoré na svoju reakciu používa správne množstvo kyslíka a ktoré sa zvyčajne vyskytuje iba v životné prostredie kontrolované z laboratória.
- Nedokonalé spaľovanie. Sú to také reakcie, pri ktorých sa v spalinách objavujú zlúčeniny, ktoré nie sú úplne oxidované (nazývané aj nespálené). Takýmito zlúčeninami môžu byť oxid uhoľnatý (CO), vodík, častice uhlíka atď.
Reakcia horenia
Spaľovacie procesy v skutočnosti zahŕňajú súbor rýchlych a simultánnych chemických reakcií. Každú z týchto reakcií možno nazvať fázou alebo fázou. Tri základné fázy spaľovania sú:
- Predreakcia alebo prvá fáza. The uhľovodíkov prítomné v horľavom materiáli sa rozložia a začnú reagovať s kyslíkom v vzduchu, tvoriace radikály (molekulárne nestabilné zlúčeniny). Tým sa spustí reťazová reakcia objavenia sa a zmiznutia chemické zlúčeniny kde vo všeobecnosti viac zlúčenín vzniká ako sa rozkladá.
- Oxidácia alebo druhý stupeň. V tomto štádiu vzniká väčšina tepelnej energie reakcie. Ako kyslík reaguje s radikálmi z predchádzajúcej fázy, proces posunutie násilný z elektróny. V prípade výbuchov vedie vysoký počet radikálov k masívnej a prudkej reakcii.
- Koniec reakcie alebo tretí stupeň. Dochádza k nemu, keď je dokončená oxidácia radikálov a molekuly stabilné, ktoré budú produkty spaľovania.
Príklady spaľovania
Niektoré jednoduché príklady spaľovania v každodennom živote sú:
- Osvetlenie zápasu / zápalky. Je to najcharakteristickejší prípad spaľovania. Keď sa fosforová hlava (pokrytá fosforom a sírou) zoškrabe o drsný povrch, zahreje sa trenie a spúšťa rýchle spaľovanie, ktoré následne vytvára krátky plameň.
- Osvetlenie plynového sporáka. Domáce kuchyne vo všeobecnosti fungujú spaľovaním uhľovodíkového plynu zmes propánu (C3H8) a butánu (C4H10), ktoré spotrebič nasáva z potrubia alebo nádoby. Umiestnený do kontaktu so vzduchom a vybavený počiatočnou tepelnou energiou (ako je plameň pilota alebo plameň fosforu), plyn začína svoju reakciu; ale na udržanie plameňa musí byť palivo dodávané nepretržite.
- Pevné základy a organický materiál. Väčšina z základne silné (hydroxidy), ako je hydroxid sodný, hydroxid draselný a iné pH extrémne zásadité, generujú prudké oxidačné reakcie, keď prídu do kontaktu s organický materiál. To znamená, že sa pri kontakte s týmito látkami môžeme popáliť a dokonca s nimi zapáliť, pretože tieto reakcie sú zvyčajne veľmi exotermické.
- Spaľovacie motory. Tieto zariadenia sú prítomné v autách, lodiach a iných vozidlách, ktoré s nimi pracujú fosílne palivá ako je nafta, benzín alebo petrolej. Sú príkladom využitia riadeného spaľovania. V nich sa spotrebúvajú uhľovodíky v palive a vznikajú malé výbuchy, ktoré sa v piestovom systéme premieňajú na pohyb, produkujúce aj znečisťujúce plyny, ktoré sa uvoľňujú do atmosféru.