Reakcija izgaranja, ponekad skraćeno RXN, je svaka reakcija u kojoj se zapaljivi materijal kombinira s kisikom ili oksidira. Najčešća reakcija izgaranja je požar u kojem ugljikovodici izgaraju u zraku dajući ugljični dioksid, vodenu paru, toplinu, svjetlost i često pepeo. Dok druge kemijske reakcije mogu proizvoditi toplinu, reakcije izgaranja uvijek dijele specifične karakteristike koje moraju biti prisutne da bi reakcija bila prava reakcija izgaranja.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Reakcija izgaranja je kemijska reakcija u kojoj se materijal kombinira s kisikom dajući svjetlost i toplinu. U najčešćim reakcijama izgaranja materijali koji sadrže ugljikovodike, poput drva, benzina ili propana, izgaraju u zraku da bi oslobodili ugljikov dioksid i vodenu paru. Druge reakcije izgaranja, poput sagorijevanja magnezija za stvaranje magnezijevog oksida, uvijek troše kisik, ali ne moraju nužno stvarati ugljični dioksid ili vodenu paru.
Kako se odvija izgaranje
Da bi reakcija izgaranja tekla, moraju biti prisutni zapaljivi materijali i kisik, kao i vanjski izvor energije za pokretanje izgaranja. Iako će neki materijal spontano izgorjeti u plamenu kad se spoji s plinovitim kisikom, većini tvari treba iskra ili drugi izvor energije da započnu izgarati. Jednom kada započne reakcija izgaranja, toplina koju generira reakcija dovoljna je da je nastavi.
Na primjer, kada potpalite drvnu vatru, ugljikovodici u drvu kombiniraju se s kisikom u zraku stvarajući ugljični dioksid i vodenu paru, oslobađajući energiju u obliku topline i svjetlosti. Da biste pokrenuli vatru, potreban vam je vanjski izvor energije poput šibice. Ova energija prekida postojeće kemijske veze tako da atomi ugljika, vodika i kisika mogu reagirati.
Reakcija izgaranja oslobađa mnogo više energije nego što je potrebno za razbijanje kemijskih veza. Kao rezultat, drvo nastavlja gorjeti sve dok se ugljikovodici ne potroše. Sve ne ugljikovodične nečistoće u drvu talože se u obliku pepela. Mokro drvo ne gori dobro jer pretvaranje vode u mokrom drvetu u paru troši energiju. Ako se sva energija proizvedena reakcijom izgaranja koristi za isparavanje vode u drvu, nijedna ne ostaje da se reakcija nastavi, a vatra se gasi.
Primjeri reakcija izgaranja
Izgaranje metana, glavne komponente prirodnog plina, primjer je tipične reakcije izgaranja. Štednjaci i peći na prirodni plin imaju pilot svjetlo ili iskru kako bi osigurali vanjsku energiju potrebnu za pokretanje reakcije izgaranja.
Metan ima kemijsku formulu CH4, a gori molekulama kisika iz zraka, kemijska formula O2. Kad dva plina dođu u kontakt, izgaranje ne započinje jer su molekule stabilne. Unutar iskre ili pilot svjetla, jednostruka veza kisika i četiri veze metana se prekidaju, a pojedinačni atomi reagiraju stvarajući nove veze.
Dva atoma kisika reagiraju s atomom ugljika stvarajući molekulu ugljičnog dioksida, a još dva atoma kisika s četiri atoma vodika stvaraju dvije molekule vode. Kemijska formula je CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O. Stvaranje novih molekula oslobađa značajnu količinu energije u obliku topline i svjetlosti.
Izgaranjem magnezija ne oslobađa se ugljični dioksid ili vodena para, ali je svejedno reakcija izgaranja jer je to egzotermna reakcija zapaljivog materijala s kisikom. Stavljanje magnezija u zrak nije dovoljno za započinjanje izgaranja, ali iskra ili plamen prekidaju veze molekula kisika u zraku da bi reakcija mogla teći.
Magnezij se kombinira s kisikom iz zraka stvarajući magnezijev oksid i višak energije. Kemijska formula reakcije je O2 + 2Mg = 2MgO, a višak energije oslobađa se u obliku jake topline i jarke, bijele svjetlosti. Ovaj primjer pokazuje da kemijska reakcija može biti reakcija izgaranja, a da nema karakteristike tradicionalnog požara.