O introducere în reacțiile de ardere

A reacție de ardere este o clasă majoră de reacții chimice, denumită în general „ardere”. În sensul cel mai general, combustie implică o reacție între orice material combustibil și un oxidant pentru a forma un produs oxidat. Apare de obicei atunci când un hidrocarbură reacționează cu oxigenul pentru a produce dioxid de carbon și apă. Semnele bune că aveți de-a face cu o reacție de ardere includ prezența oxigenului ca reactant și dioxidul de carbon, apa și căldura ca produse. Reacțiile de ardere anorganică nu pot forma toate aceste produse, dar rămân recunoscute prin reacția de oxigen.

Combustia este o reacție exotermică, adică eliberează căldură, dar uneori reacția se desfășoară atât de încet încât schimbarea temperaturii nu se observă. Combustia nu are ca rezultat întotdeauna focul, dar atunci când se produce, flacăra este un indicator caracteristic al reacției. În timp ce energia de activare trebuie depășită pentru a începe combustia (adică, folosind o potrivire aprinsă pentru a aprinde un foc), căldura de la o flacără poate furniza suficientă energie pentru a face reacția să se auto-susțină.

hidrocarburi + oxigen → dioxid de carbon + apă

Este important să ne amintim că reacțiile de ardere sunt ușor de recunoscut, deoarece produsele conțin întotdeauna dioxid de carbon și apă. Iată câteva exemple de ecuații echilibrate pentru reacțiile de ardere. Rețineți că, în timp ce gazul de oxigen este întotdeauna prezent ca reactant, în exemplele mai dificile, oxigenul provine de la un alt reactant.

• Combustia metanului
  CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O (g)
• Arderea naftalenei
  C₁₀H₈ + 12 O₂ → 10 CO₂ + 4 H₂O
• Combustia de etan
  2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O
• Arderea butanului (întâlnită frecvent la brichete)
  2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10 H₂O (g)
• Combustia metanolului (cunoscută și sub denumirea de alcool din lemn)
  2CH₃OH (g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4 H₂O (g)
• Arderea propanului (folosită în grătarele cu gaz, șeminee și unele sobe de gătit)
  2C₃H₈(g) + 7O₂(g) → 6CO₂(g) + 8 H₂O (g)

Combustia, ca toate reacțiile chimice, nu merge întotdeauna cu o eficiență de 100%. Este predispus la limitarea reactanților la fel ca alte procese. Drept urmare, există două tipuri de combustie pe care este probabil să le întâlniți:

• Combustia completă: Numită și „combustie curată”, arderea completă este oxidarea unui hidrocarbon care produce numai dioxid de carbon și apă. Un exemplu de ardere curată ar fi arderea unei lumânări de ceară: căldura de la fitilul în flăcări se vaporizează ceara (un hidrocarbură), care la rândul său, reacționează cu oxigenul din aer pentru a elibera dioxid de carbon și apă. În mod ideal, toată ceara arde astfel încât nimic nu mai rămâne odată consumată lumânarea, în timp ce vaporii de apă și dioxidul de carbon se disipează în aer.
• Combustiune incompletă: Numită și „combustie murdară”, arderea incompletă este oxidarea hidrocarburilor care produce monoxid de carbon și / sau carbon (funingine) pe lângă dioxid de carbon. Un exemplu de combustie incompletă ar fi cărbunele care arde (un combustibil fosil), în timpul căruia se eliberează cantități de funingine și monoxid de carbon. De fapt, mulți combustibili fosili - inclusiv cărbunele - ard incomplet, eliberând produsele reziduale în mediu.