Определение на горенето в химията

Изгарянето е a химическа реакция което се получава между гориво и окислител, който произвежда енергия, обикновено под формата на топлина и светлина. Изгарянето се счита за exergonic или екзотермичен химическа реакция. Известно е и като изгаряне. Изгарянето се счита за една от първите химически реакции, умишлено контролирани от хората.

Причината изгарянето отделя топлина е, защото двойната връзка между кислородните атоми в О₂ е по-слаб от единичните или други двойни връзки. Така че, въпреки че енергията се абсорбира в реакцията, тя се освобождава, когато се образуват по-силните връзки, за да се направи въглероден диоксид (CO₂) и вода (H₂О). Докато горивото играе роля в енергията на реакцията, тя е незначителна в сравнение, тъй като химическите връзки в горивото са сравними с енергията на връзките в продуктите.

Изгарянето възниква, когато горивото и окислителят реагират, за да образуват окислени продукти. Обикновено трябва да се достави енергия за иницииране на реакцията. След като започне горенето, отделената топлина може да направи изгарянето самоподдържащо се.

Например, помислете за дървен пожар. Дървесината в присъствието на кислород във въздуха не претърпява спонтанно изгаряне. Енергията трябва да се подава от запалена клечка или излагане на топлина. Когато енергията за активиране на реакцията е налична, целулозата (въглехидратът) в дървесината реагира с кислород във въздуха, за да произвежда топлина, светлина, дим, пепел, въглероден диоксид, вода и други газове. Топлината от огъня позволява реакцията да продължи, докато огънят стане твърде хладен или горивото или кислородът не се изчерпят.

Прост пример за a реакция на горене е реакцията между водороден газ и кислороден газ за получаване на водна пара:

2H₂(ж) + О₂(ж) → 2Н₂О (ж)

По-познат тип реакция на горене е изгарянето на метан (въглеводород) за получаване на въглероден диоксид и вода:

СН₄ + 2O₂ → СО₂ + 2Н₂О

което води до една обща форма на реакция на горене:

въглеводород + кислород → въглероден диоксид и вода

Реакцията на окисляване може да се мисли по-скоро по отношение на преноса на електрон, а не на елемента кислород. Химиците разпознават няколко горива, способни да действат като оксиданти за изгаряне. Те включват чист кислород, а също и хлор, флуор, азотен оксид, азотна киселина и хлорен трифлуорид. Например, водородният газ изгаря, отделяйки топлина и светлина, когато реагира с хлор, за да се получи хлороводород.

Изгарянето обикновено не е катализирана реакция, но платина или ванадий могат да действат като катализатори.

Казано е, че изгарянето е "пълно", когато реакцията произвежда минимален брой продукти. Например, ако метанът реагира с кислорода и произвежда само въглероден диоксид и вода, процесът е пълно изгаряне.

Непълно изгаряне възниква, когато няма достатъчно кислород, за да може горивото да се превърне напълно във въглероден диоксид и вода. Може да възникне и непълно окисляване на гориво. Резултатът е също така, когато пиролизата се появи преди изгарянето, както е при повечето горива. При пиролиза органичните вещества се подлагат на термично разлагане при високи температури, без да реагират с кислород. При непълно изгаряне може да се получат много допълнителни продукти, включително въглен, въглероден оксид и ацеталдехид.