Ar degimo reakcijos yra egzoterminės?

Degimas yra oksidacijos reakcija, sukelianti šilumą, todėl ji visada yra egzoterminė. Visos cheminės reakcijos pirmiausia nutraukia ryšius, o vėliau sukuria naujas, kad susidarytų naujos medžiagos. Nutraukiant obligacijas, reikia energijos, o užmezgant naujas obligacijas - energija. Jei naujų ryšių išskiriama energija yra didesnė už energiją, reikalingą pradiniams ryšiams nutraukti, reakcija yra egzoterminė.

Įprastos degimo reakcijos nutraukia angliavandenilių molekulių ryšius, o susidariusios vandens ir anglies dioksido jungtys visada išskiria daugiau energijos, nei buvo naudojama pradinėms angliavandenilių jungtims nutraukti. Todėl deginant medžiagas, daugiausia sudarytas iš angliavandenilių, gaunama energija ir ji yra egzoterminė.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Degimas yra egzoterminė oksidacijos reakcija, kai tokios medžiagos kaip angliavandeniliai reaguoja su deguonimi ir susidaro degimo produktai, tokie kaip vanduo ir anglies dioksidas. Cheminės angliavandenilių jungtys nutrūksta ir jas pakeičia vandens ir anglies dioksido jungtys. Sukūrus pastarąjį išsiskiria daugiau energijos, nei reikia pirmajam sulaužyti, todėl energija gaminama apskritai. Daugeliu atvejų norint suskaidyti dalį angliavandenilio reikia nedidelio energijos kiekio, pavyzdžiui, šilumos ryšius, leidžiančius atsirasti naujiems ryšiams, išsiskirti energijai ir reakcijai save išlaikantis.

Apskritai, oksidacija yra cheminės reakcijos dalis, kurios metu medžiagos atomai ar molekulės praranda elektronus. Paprastai tai lydi procesas, vadinamas redukcija. Redukcija yra antroji cheminės reakcijos dalis, kurios metu medžiaga gauna elektronus. Vykstant oksidacijos-redukcijos ar redokso reakcijai, elektronai keičiasi tarp dviejų medžiagų.

Oksidavimas iš pradžių buvo naudojamas cheminėms reakcijoms, kuriose deguonis kartu su kitomis medžiagomis jas oksidavo. Kai geležis oksiduojama, ji praranda elektronus deguoniui, kad susidarytų rūdys arba geležies oksidas. Du geležies atomai praranda po tris elektronus ir sudaro teigiamo krūvio geležies jonus. Trys deguonies atomai įgyja po du elektronus ir su neigiamu krūviu formuoja deguonies jonus. Teigiamai ir neigiamai įkrauti jonai traukia vienas kitą ir formuoja joninius ryšius, sukurdami geležies oksidą Fe₂O₃.

Reakcijos, kuriose nėra deguonies, taip pat vadinamos oksidacijos arba redokso reakcijomis tol, kol yra elektronų perdavimo mechanizmas. Pavyzdžiui, kai anglis ir vandenilis susijungia ir susidaro metanas, CH₄, kiekvienas vandenilio atomas praranda elektroną anglies atomui, kuris įgyja keturis elektronus. Vandenilis oksiduojamas, o anglis yra redukuota.

Degimas yra ypatingas oksidacijos cheminės reakcijos atvejis, kai gaunama pakankamai šilumos, kad reakcija būtų savaiminė, kitaip tariant, kaip ugnis. Gaisrai apskritai turi būti kuriami, tačiau jie dega patys, kol baigsis degalai.

Gaisro metu deginamos medžiagos, kuriose yra angliavandenilių, pavyzdžiui, mediena, propanas ar benzinas, kad susidarytų anglies dioksidas ir vandens garai. Pirmiausia reikia nutraukti angliavandenilių jungtis, kad vandenilio ir anglies atomai susijungtų su deguonimi. Užkurti ugnį reiškia suteikti pradinę energiją liepsnos ar kibirkšties pavidalu, norint nutraukti keletą angliavandenilių ryšių.

Kai pradinė pradinė energija sukelia suskaidytas jungtis ir laisvą vandenilį bei anglį, atomai reaguoja su ore esančiu deguonimi ir susidaro anglies dioksidas₂ir vandens garai, H₂O. Susidarius šioms naujoms jungtims, energija kaitina likusius angliavandenilius ir nutraukia daugiau ryšių. Šiuo metu ugnis ir toliau degs. Susidariusi degimo reakcija yra labai egzoterminė, tikslus šilumos kiekis atiduodamas atsižvelgiant į kurą ir tai, kiek energijos reikia norint sulaužyti savo ryšius.