Spalovací reakce, někdy zkráceně RXN, je jakákoli reakce, při které se hořlavý materiál spojuje s kyslíkem nebo oxiduje. Nejběžnější spalovací reakcí je oheň, při kterém uhlovodíky hoří na vzduchu za vzniku oxidu uhličitého, vodní páry, tepla, světla a často popelu. Zatímco jiné chemické reakce mohou produkovat teplo, spalovací reakce mají vždy specifické vlastnosti, které musí být přítomny, aby reakce mohla být skutečnou spalovací reakcí.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Spalovací reakce je chemická reakce, při které se materiál spojuje s kyslíkem a vydává světlo a teplo. Při nejběžnějších spalovacích reakcích materiály obsahující uhlovodíky, jako je dřevo, benzín nebo propan, hoří na vzduchu a uvolňují oxid uhličitý a vodní páru. Jiné spalovací reakce, jako je spalování hořčíku za vzniku oxidu hořečnatého, vždy spotřebují kyslík, ale nemusí nutně produkovat oxid uhličitý nebo vodní páru.
Jak dochází ke spalování
Aby mohla spalovací reakce pokračovat, musí být k zahájení spalování přítomny hořlavé materiály a kyslík a také externí zdroj energie. Zatímco nějaký materiál spontánně vzplane, když se spojí s plynným kyslíkem, většina látek potřebuje k zahájení hoření jiskru nebo jiný zdroj energie. Jakmile začne spalovací reakce, je teplo generované reakcí dostatečné k tomu, aby pokračovalo.
Například když zapálíte dřevo, uhlovodíky ve dřevě se spojí s kyslíkem ve vzduchu a vytvoří oxid uhličitý a vodní páru, čímž uvolní energii ve formě tepla a světla. Ke spuštění palby potřebujete externí zdroj energie, například zápalku. Tato energie rozbíjí existující chemické vazby, takže atomy uhlíku, vodíku a kyslíku mohou reagovat.
Spalovací reakce uvolňuje mnohem více energie, než je potřeba k rozbití chemických vazeb. Výsledkem je, že dřevo nadále hoří, dokud nejsou uhlovodíky vyčerpány. Jakékoli uhlovodíkové nečistoty ve dřevě se ukládají jako popel. Mokré dřevo nehoří dobře, protože přeměna vody ve vlhkém dřevě na páru spotřebovává energii. Pokud se veškerá energie produkovaná spalovací reakcí použije na odpaření vody ve dřevě, nezbude nic, co by udržovalo průběh reakce, a oheň zhasne.
Příklady reakcí na spalování
Spalování metanu, hlavní složky zemního plynu, je příkladem typické spalovací reakce. Kamna a pece na zemní plyn mají zapalovací světlo nebo jiskru, které zajišťují vnější energii potřebnou pro zahájení spalovací reakce.
Metan má chemický vzorec CH4, a hoří s molekulami kyslíku ze vzduchu, chemický vzorec O2. Když dva plyny přijdou do styku, spalování se nespustí, protože molekuly jsou stabilní. V jiskře nebo pilotním světle se rozdělí jednoduchá kyslíková vazba a čtyři metanové vazby a jednotlivé atomy reagují a vytvářejí nové vazby.
Dva atomy kyslíku reagují s atomem uhlíku za vzniku molekuly oxidu uhličitého a další dva atomy kyslíku reagují se čtyřmi atomy vodíku za vzniku dvou molekul vody. Chemický vzorec je CH4 + 2O2 = CO2 + 2 hodiny2Ó. Tvorba nových molekul uvolňuje značné množství energie ve formě tepla a světla.
Při spalování hořčíku se neuvolňuje oxid uhličitý ani vodní pára, ale stále jde o spalovací reakci, protože jde o exotermickou reakci hořlavého materiálu s kyslíkem. Umístění hořčíku do vzduchu nestačí k zahájení spalování, ale jiskra nebo plamen rozbíjí vazby molekul kyslíku ve vzduchu, aby mohla reakce pokračovat.
Hořčík se spojuje s kyslíkem ze vzduchu a vytváří oxid hořečnatý a přebytečnou energii. Chemický vzorec pro reakci je O2 + 2Mg = 2MgO a přebytečná energie se uvolňuje ve formě intenzivního tepla a jasného bílého světla. Tento příklad ukazuje, že chemickou reakcí může být reakce spalování, aniž by měla vlastnosti tradičního ohně.