Degšanas reakcija, dažreiz saīsināta RXN, ir jebkura reakcija, kurā degošs materiāls apvienojas ar skābekli vai tiek oksidēts. Visizplatītākā degšanas reakcija ir ugunsgrēks, kurā ogļūdeņraži deg gaisā, radot oglekļa dioksīdu, ūdens tvaikus, siltumu, gaismu un bieži pelnus. Kaut arī citas ķīmiskās reakcijas var radīt siltumu, degšanas reakcijām vienmēr ir kopīgas specifiskas īpašības, kurām jābūt klāt, lai reakcija būtu patiesa sadegšanas reakcija.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Degšanas reakcija ir ķīmiska reakcija, kurā materiāls apvienojas ar skābekli, lai izstarotu gaismu un siltumu. Visizplatītākajās sadegšanas reakcijās ogļūdeņražu saturoši materiāli, piemēram, koks, benzīns vai propāns, sadedzina gaisā, lai atbrīvotu oglekļa dioksīdu un ūdens tvaikus. Citas sadegšanas reakcijas, piemēram, magnija sadedzināšana, lai iegūtu magnija oksīdu, vienmēr patērē skābekli, bet ne vienmēr rada oglekļa dioksīdu vai ūdens tvaikus.
Kā notiek sadedzināšana
Lai notiktu degšanas reakcija, degšanas sākšanai ir jābūt degošiem materiāliem un skābeklim, kā arī ārējam enerģijas avotam. Kaut arī daži materiāli spontāni uzliesmo, kad tie tiek apvienoti ar skābekļa gāzi, lielākajai daļai vielu ir vajadzīga dzirkstele vai cits enerģijas avots, lai sāktu degt. Kad degšanas reakcija sākas, reakcijas radītais siltums ir pietiekams, lai to turpinātu.
Piemēram, uzsākot malkas ugunsgrēku, koksnē esošie ogļūdeņraži apvienojas ar gaisā esošo skābekli, veidojot oglekļa dioksīdu un ūdens tvaikus, atbrīvojot enerģiju siltuma un gaismas formā. Lai sāktu uguni, nepieciešams ārējs enerģijas avots, piemēram, sērkociņš. Šī enerģija pārtrauc esošās ķīmiskās saites, lai oglekļa, ūdeņraža un skābekļa atomi varētu reaģēt.
Sadegšanas reakcija izdala daudz vairāk enerģijas, nekā nepieciešams ķīmisko saišu pārraušanai. Tā rezultātā koksne turpina degt, līdz ogļūdeņraži tiek iztērēti. Visi ogļūdeņražu piemaisījumi koksnē tiek nogulsnēti kā pelni. Mitrā koksne nedeg labi, jo mitrās koksnes ūdens pārvēršana tvaikā patērē enerģiju. Ja visa enerģija, kas rodas sadegšanas reakcijā, tiek izmantota ūdens iztvaicēšanai koksnē, neviena neatstāj reakciju, un uguns nodziest.
Degšanas reakciju piemēri
Metāna, kas ir galvenā dabasgāzes sastāvdaļa, sadedzināšana ir tipiskas sadegšanas reakcijas piemērs. Krāsnīm un krāsnīm, kas darbojas ar dabasgāzi, ir signāllampiņa vai dzirkstele, lai nodrošinātu ārējo enerģiju, kas nepieciešama degšanas reakcijas sākšanai.
Metānam ir ķīmiskā formula CH4, un tas deg ar skābekļa molekulām no gaisa, ķīmiskā formula O2. Kad abas gāzes nonāk saskarē, sadegšana nesākas, jo molekulas ir stabilas. Dzirksteles vai pilota gaismas ietvaros viena skābekļa saite un četras metāna saites ir sadalītas, un atsevišķi atomi reaģē, veidojot jaunas saites.
Divi skābekļa atomi reaģē ar oglekļa atomu, veidojot oglekļa dioksīda molekulu, un vēl divi skābekļa atomi reaģē ar četriem ūdeņraža atomiem, veidojot divas ūdens molekulas. Ķīmiska formula ir CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O. Veidojoties jaunām molekulām, tiek atbrīvots ievērojams enerģijas daudzums siltuma un gaismas formā.
Degot magnijam, neizdalās oglekļa dioksīds vai ūdens tvaiki, taču tā joprojām ir sadegšanas reakcija, jo tā ir degoša materiāla eksotermiska reakcija ar skābekli. Ar magnija ievietošanu gaisā nepietiek, lai sāktu degšanu, bet dzirkstele vai liesma pārtrauc gaisā esošās skābekļa molekulu saites, lai reakcija varētu turpināties.
Magnijs apvienojas ar skābekli no gaisa, veidojot magnija oksīdu un lieko enerģiju. Reakcijas ķīmiskā formula ir O2 + 2Mg = 2MgO, un enerģijas pārpalikums tiek atbrīvots intensīva siltuma un spilgtas, baltas gaismas formā. Šis piemērs parāda, ka ķīmiskā reakcija var būt sadegšanas reakcija bez tradicionāla uguns īpašībām.