Екзотермични ли са реакциите на горене?

Изгарянето е реакция на окисляване, която произвежда топлина и поради това тя винаги е екзотермична. Всички химични реакции първо разкъсват връзките и след това създават нови, за да образуват нови материали. Прекъсването на връзките отнема енергия, докато създаването на нови връзки освобождава енергия. Ако енергията, освободена от новите връзки, е по-голяма от енергията, необходима за разкъсване на първоначалните връзки, реакцията е екзотермична.

Честите реакции на горене разкъсват връзките на молекулите на въглеводородите и получените връзки на вода и въглероден диоксид винаги отделят повече енергия, отколкото е била използвана за разкъсване на първоначалните въглеводородни връзки. Ето защо изгарящите материали, съставени главно от въглеводороди, произвеждат енергия и са екзотермични.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Изгарянето е екзотермична реакция на окисляване, като материали като въглеводороди реагират с кислород, образувайки продукти от горенето като вода и въглероден диоксид. Химичните връзки на въглеводородите се разкъсват и се заменят с връзките вода и въглероден диоксид. Създаването на последното освобождава повече енергия, отколкото е необходимо за прекъсване на първата, така че енергията се произвежда като цяло. В много случаи е необходимо малко количество енергия като топлина, за да се разчупи част от въглеводорода връзки, позволяващи да се образуват някои нови връзки, да се отделя енергия и реакцията да се превърне самоподдържащ се.

Най-общо окисляването е частта от химичната реакция, при която атомите или молекулите на дадено вещество губят електрони. Обикновено се придружава от процес, наречен редукция. Редукцията е втората част от химичната реакция, при която веществото получава електрони. При окислително-редукционна или редокс реакция електроните се обменят между две вещества.

Окислението първоначално се използва за химични реакции, при които кислородът се комбинира с други материали и ги окислява. Когато желязото се окисли, то губи електрони от кислород, образувайки ръжда или железен оксид. Два атома желязо губят по три електрона и образуват железни йони с положителен заряд. Три кислородни атома получават по два електрона и образуват кислородни йони с отрицателен заряд. Положително и отрицателно заредените йони се привличат един към друг и образуват йонни връзки, създавайки железен оксид, Fe₂О₃.

Реакциите, които не включват кислород, се наричат ​​още окислителни или окислително-възстановителни реакции, стига да е налице механизмът на електронен трансфер. Например, когато въглеродът и водородът се комбинират и образуват метан, СН₄, водородните атоми губят електрон от въглеродния атом, който получава четири електрона. Водородът се окислява, докато въглеродът се редуцира.

Изгарянето е специален случай на окислителна химическа реакция, при която се получава достатъчно топлина, за да направи реакцията самоподдържаща се, с други думи, като пожар. Пожарите като цяло трябва да се запалват, но те изгарят сами, докато не останат без гориво.

При пожар материали, които съдържат въглеводороди, като дърво, пропан или бензин, изгарят, за да се получи въглероден диоксид и водни пари. Въглеводородните връзки първо трябва да бъдат прекъснати, за да могат водородните и въглеродните атоми да се комбинират с кислорода. Да се ​​запали огън означава да се осигури първоначалната енергия под формата на пламък или искра, за да се разкъсат няколко от въглеводородните връзки.

След като първоначалната начална енергия доведе до скъсани връзки и свободен водород и въглерод, атомите реагират с кислород във въздуха, образувайки въглероден диоксид, CO₂и водна пара, H₂О. Енергията, освободена от образуването на тези нови връзки, загрява останалите въглеводороди и разрушава повече връзки. В този момент огънят ще продължи да гори. Получената реакция на горене е силно екзотермична, като се отделя точното количество топлина в зависимост от горивото и колко енергия е необходима за разкъсване на връзките му.