תגובת בעירה, לעתים מקוצרת RXN, היא כל תגובה בה חומר דליק משלב עם חמצן או מתחמצן. תגובת הבעירה הנפוצה ביותר היא שריפה, בה פחמימנים נשרפים באוויר כדי לייצר פחמן דו חמצני, אדי מים, חום, אור ולעתים קרובות אפר. בעוד שתגובות כימיות אחרות עשויות לייצר חום, תגובות הבעירה תמיד חולקות מאפיינים ספציפיים שחייבים להיות נוכחים כדי שתגובה תהיה תגובת בעירה אמיתית.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
תגובת בעירה היא תגובה כימית בה חומר משתלב עם חמצן כדי להפיץ אור וחום. בתגובות הבעירה הנפוצות ביותר, חומרים המכילים פחמימנים כגון עץ, בנזין או פרופאן, נשרפים באוויר כדי לשחרר פחמן דו חמצני ואדי מים. תגובות בעירה אחרות, כגון שריפת מגנזיום לייצור תחמוצת מגנזיום, משתמשות תמיד בחמצן אך אינן מייצרות בהכרח פחמן דו חמצני או אדי מים.
איך הבעירה מתרחשת
כדי שתגובת הבעירה תימשך, חייבים להיות נוכחים חומרים דליקים וחמצן כמו גם מקור אנרגיה חיצוני בכדי להתחיל את הבעירה. בעוד שחומר כלשהו יתפוצץ באופן ספונטני להבה כשהוא מביא יחד עם גז חמצן, רוב החומרים זקוקים לניצוץ או למקור אנרגיה אחר כדי להתחיל לבעור. ברגע שתגובת הבעירה מתחילה, מספיק החום שנוצר על ידי התגובה כדי להמשיך.
לדוגמא, כשאתם מפעילים שריפת עץ, הפחמימנים בעץ משתלבים עם חמצן באוויר ויוצרים פחמן דו חמצני ואדי מים, ומשחררים אנרגיה בצורת חום ואור. כדי להפעיל את האש, אתה זקוק למקור אנרגיה חיצוני כגון התאמה. אנרגיה זו שוברת את הקשרים הכימיים הקיימים כך שאטומי הפחמן, המימן והחמצן יכולים להגיב.
תגובת הבעירה משחררת הרבה יותר אנרגיה ממה שנדרש כדי לשבור את הקשרים הכימיים. כתוצאה מכך, העץ ממשיך להישרף עד למיצוי הפחמימנים. כל זיהומים שאינם פחמימנים בעץ מופקדים כאפר. עץ רטוב לא נשרף טוב מכיוון שהפיכת המים בעץ הרטוב לאדים מנצלת אנרגיה. אם כל האנרגיה המופקת מתגובת הבעירה משמשת לאידוי המים בעץ, לא נותר אף אחד כדי לשמור על התגובה, והאש נכבית.
דוגמאות לתגובות בעירה
הבעירה של מתאן, המרכיב העיקרי של הגז הטבעי, היא דוגמה לתגובת בעירה אופיינית. תנורים ותנורים הפועלים על גז טבעי הם בעלי נורת טייץ או ניצוץ המספקים את האנרגיה החיצונית הדרושה להפעלת תגובת הבעירה.
למתאן יש נוסחה כימית CH4, והיא נשרפת עם מולקולות חמצן מהאוויר, נוסחה כימית O2. כאשר שני הגזים באים במגע הבעירה אינה מתחילה מכיוון שהמולקולות יציבות. בתוך ניצוץ או אור טייס, הקשר החמצן הבודד וארבעת קשרי המתאן נשברים, והאטומים הבודדים מגיבים ליצירת קשרים חדשים.
שני אטומי חמצן מגיבים עם אטום הפחמן ליצירת מולקולה של פחמן דו חמצני, ושני אטומי חמצן נוספים מגיבים עם ארבעת אטומי המימן ויוצרים שתי מולקולות של מים. הנוסחה הכימית היא CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2או היווצרות המולקולות החדשות משחררת כמות משמעותית של אנרגיה בצורת חום ואור.
הבעירה של מגנזיום אינה משחררת פחמן דו חמצני או אדי מים, אך זו עדיין תגובת בעירה מכיוון שזו תגובה אקסותרמית של חומר דליק עם חמצן. הצבת מגנזיום באוויר אינה מספיקה בכדי להתחיל בעירה, אלא ניצוץ או להבה שוברים את הקשרים של מולקולות החמצן באוויר כדי לאפשר לתגובה להמשיך.
המגנזיום משתלב עם חמצן מהאוויר ליצירת תחמוצת מגנזיום ועודף אנרגיה. הנוסחה הכימית לתגובה היא O2 + 2Mg = 2MgO, ועודף האנרגיה משתחרר בצורה של חום עז ואור לבן בוהק. דוגמה זו מראה שתגובה כימית עשויה להיות תגובת בעירה ללא מאפיינים של שריפה מסורתית.