Објашњавамо шта је сагоревање, како настаје и које су фазе реакције. Такође, класификација и примери.
Сагоревање је хемијска реакција која ослобађа светлосну и топлотну енергију.Шта је сагоревање?
Сагоревање је врста егзотермна хемијска реакција. Може укључити материја ин гасовитом стању или у хетерогеном стању (течно-гас или чврсто-гас). Генериши светлости И топлота у већини случајева, и то се дешава знатно брзо.
Традиционално, сагоревање се схвата као процес оксидације брзина одређених горивних елемената, односно састављених углавном од водоника, угљеника и понекад сумпора. Штавише, то се нужно одвија у присуству кисеоника.
У ствари, сагоревања су редокс реакције (редукција-оксидација) која се може јавити и контролисано, као што је код мотора са унутрашњим сагоревањем, или неконтролисано, као што је експлозија. Ове реакције укључују размену електрона између атоми материје током реакције.
Већину времена се стварају сагоревања топлотна енергија И светлости а производе и друге гасовите и чврсте материје, као што су угљен-диоксид (ЦО2) и водена пара, или чврсте остатке горива (супстанца која се троши у реакцији) и од оксидатор (супстанца која промовише реакцију). Настале супстанце зависе од хемијске природе реагенаса укључених у сагоревање.
На овај начин, иако је у традиционалној слици сагоревања увек укључена ватра, могуће је да се ватра не ствара, јер није ништа друго до облик плазма (јонизовани гас) производ ослобађања топлоте из хемијска реакција сагоревања, које ће се формирати зависи од услова и реактаната сваке специфичне реакције.
Како се сагоревање одвија?
Сагоревање увек доводи до ЦО2, водене паре, енергије и другог једињења.Сагоревање је врста редокс реакције, односно редукционо-оксидационе реакције. То значи да се у њима један реактант оксидује (губи електроне), док се други редукује (добија електроне).
У случају сагоревања, оксидант (кисеоник) добија електроне од редукционог средства (горива), или што је исто, оксидант (кисеоник), добија електроне из горива. Ово се генерално даје према следећој формули:
Једињења за сагоревање могу да варирају у свакој реакцији сагоревања, у зависности од њихове природе, баш као што нивои горива могу да варирају. Енергија генерисан. Али угљен-диоксид и вода се производе на неки начин у свим сагоревањем.
Врсте сагоревања
Постоје три врсте сагоревања:
- Потпуно или савршено сагоревање. То су оне реакције у којима се запаљиви материјал потпуно оксидује (троши) и производе друга једињења са кисеоником, као што су угљен-диоксид (ЦО2) или сумпор-диоксид (СО2), зависно од случаја, и вода (Х2О).
- Стехиометријско или неутрално сагоревање. Ово је назив дат идеалним потпуним сагоревањима, која за своју реакцију користе праве количине кисеоника и која се генерално дешавају само у Животна средина контролисан из лабораторије.
- Непотпуна сагоревања. То су оне реакције у којима се у гасовима сагоревања појављују једињења која нису потпуно оксидована (називају се и несагорела). Таква једињења могу бити угљен моноксид (ЦО), водоник, честице угљеника и тако даље.
Реакција сагоревања
Процеси сагоревања заправо обухватају скуп брзих и истовремених хемијских реакција. Свака од ових реакција се може назвати стадијумом или фазом. Три основне фазе сагоревања су:
- Предреакција или прва фаза. Тхе угљоводоника присутни у запаљивом материјалу се распадају и започињу своју реакцију са кисеоником у ваздух, формирајући радикале (молекуларно нестабилна једињења). Ово покреће ланчану реакцију појављивања и нестајања хемијска једињења где се генерално више једињења формира него што се распада.
- Оксидација или друга фаза. У овој фази се генерише већина топлотне енергије реакције. Како кисеоник реагује са радикалима из претходне фазе, долази до процеса премештај виолент оф електрона. У случају експлозија, велики број радикала доводи до масовне и насилне реакције.
- Крај реакције или трећа фаза. Јавља се када је оксидација радикала завршена и молекуле стабилан који ће бити производи сагоревања.
Примери сагоревања
Неки једноставни примери сагоревања у свакодневном животу су:
- Паљење шибице/шибице. То је најемблематичнији случај сагоревања. Када се фосфорна глава (прекривена фосфором и сумпором) струже о грубу површину, она се загрева од трење и изазива брзо сагоревање, што заузврат производи кратак пламен.
- Осветљење гасног шпорета. Кућне кухиње углавном раде сагоревањем угљоводоничког гаса мешавина пропана (Ц3Х8) и бутана (Ц4Х10), које уређај црпи из цеви или контејнера. Постављен у контакт са ваздухом и добијен почетним пуњењем топлотне енергије (као што је пламен пилота или фосфор), гас почиње своју реакцију; али да би пламен горио, гориво се мора допремати непрекидно.
- Чврсти темељи и органски материјал. Већина базе јаки (хидроксиди) као што су каустична сода, каустична поташа и др пХ екстремно основни, они стварају бурне реакције оксидације када дођу у контакт са органски материјал. То значи да контактом са овим супстанцама можемо да се опечемо, па чак и да запалимо ватру са њима, јер су те реакције обично веома егзотермне.
- Мотори са унутрашњим сагоревањем. Ови уређаји су присутни у аутомобилима, чамцима и другим возилима са којима раде фосилна горива као што су дизел, бензин или керозин. Они су пример употребе контролисаног сагоревања. У њима се троше угљоводоници у гориву и стварају мале експлозије које се унутар клипног система претварају у кретање, такође производи загађујуће гасове који се испуштају у атмосфера.