Какво е реакция на горене?

Реакция на горене, понякога съкратена RXN, е всяка реакция, при която горим материал се комбинира с кислород или се окислява. Най-честата реакция на горене е пожар, при който въглеводородите изгарят във въздуха, образувайки въглероден диоксид, водни пари, топлина, светлина и често пепел. Докато други химични реакции могат да произвеждат топлина, реакциите на горене винаги споделят специфични характеристики, които трябва да присъстват, за да бъде реакцията истинска реакция на горене.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Реакцията на горене е химическа реакция, при която материалът се комбинира с кислород, за да отдели светлина и топлина. При най-честите реакции на горене материали, съдържащи въглеводороди като дърво, бензин или пропан, изгарят във въздуха, за да отделят въглероден диоксид и водни пари. Други реакции на горене, като изгарянето на магнезий за получаване на магнезиев оксид, винаги изразходват кислород, но не непременно произвеждат въглероден диоксид или водни пари.

За да протече реакцията на горене, трябва да присъстват горими материали и кислород, както и външен енергиен източник за стартиране на горенето. Докато някои материали спонтанно ще избухнат в пламък, когато бъдат събрани заедно с кислороден газ, повечето вещества се нуждаят от искра или друг източник на енергия, за да започнат да горят. След като започне реакцията на горене, топлината, генерирана от реакцията, е достатъчна, за да продължи.

Например, когато разпалите дървен огън, въглеводородите в дървото се комбинират с кислород във въздуха, образувайки въглероден диоксид и водни пари, освобождавайки енергия под формата на топлина и светлина. За да запалите огъня, имате нужда от външен източник на енергия като кибрит. Тази енергия прекъсва съществуващите химически връзки, така че въглеродните, водородните и кислородните атоми могат да реагират.

Реакцията на горене отделя много повече енергия, отколкото е необходима за разкъсване на химическите връзки. В резултат дървесината продължава да гори, докато въглеводородите се изразходват. Всички невъглеводородни примеси в дървесината се отлагат като пепел. Мократа дървесина не гори добре, защото превръщането на водата в мокрото дърво на пара изразходва енергия. Ако цялата енергия, произведена от реакцията на горене, се използва за изпаряване на водата в дървото, не остава нито една, която да поддържа реакцията и огънят изгасва.

Изгарянето на метан, основният компонент на природния газ, е пример за типична реакция на горене. Печките и пещите, работещи на природен газ, имат пилотна лампа или искра, за да осигурят външната енергия, необходима за стартиране на реакцията на горене.

Метанът има химична формула СН₄и изгаря с кислородни молекули от въздуха, химическа формула O₂. Когато двата газа влязат в контакт, горенето не започва, защото молекулите са стабилни. В рамките на искра или пилотна светлина единичната кислородна връзка и четирите метанови връзки се прекъсват и отделните атоми реагират, образувайки нови връзки.

Два кислородни атома реагират с въглеродния атом, за да образуват молекула въглероден диоксид, а още два кислородни атома реагират с четирите водородни атома, за да образуват две молекули вода. Химичната формула е СН₄ + 2O₂ = CO₂ + 2Н₂О. Образуването на новите молекули освобождава значително количество енергия под формата на топлина и светлина.

Изгарянето на магнезий не отделя въглероден диоксид или водни пари, но все пак е реакция на горене, тъй като е екзотермична реакция на горим материал с кислород. Поставянето на магнезий във въздуха не е достатъчно, за да започне изгарянето, но искра или пламък разкъсва връзките на кислородните молекули във въздуха, за да позволи реакцията да протече.

Магнезият се комбинира с кислород от въздуха, образувайки магнезиев оксид и излишната енергия. Химичната формула на реакцията е O₂ + 2Mg = 2MgO, а излишната енергия се отделя под формата на интензивна топлина и ярка, бяла светлина. Този пример показва, че химическата реакция може да бъде реакция на горене, без да има характеристиките на традиционния пожар.