Verbranding beschrijft een chemisch proces waarbij snelle oxidatie warmte produceert. In alledaagse termen is het het proces dat warmte produceert op een koude avond wanneer je een vuur in de open haard aansteekt. Voor verbranding zijn drie dingen nodig: een eerste ontstekingsbron, zoals een lucifer; brandstof, zoals brandhout; en een oxidant, ook bekend als zuurstof. Bij verbranding ontstaan een aantal producten: bij organische verbranding kooldioxide, water en energie.
Verbrandingsproces
Bij verbranding worden chemische bindingen verbroken en vormen zich nieuwe bindingen. Er is energie nodig om de moleculaire bindingen te verbreken: de endotherm onderdeel van het proces. Wanneer nieuwe bindingen worden gevormd, komt er ondertussen energie vrij: de exotherm onderdeel van het proces. Als het totale proces meer energie produceert dan het gebruikt, is de som van het proces exotherm en produceert het energie als warmte of warmte en licht. Als een materiaal een exotherme reactie veroorzaakt, wordt het brandbaar genoemd.
De vonk
Zoals opgemerkt, vereist elk verbrandingsproces een initiële instroom van energie om de eerste bindingen te verbreken. Een ontstekingsbron, zoals een vonk of vlam, zorgt voor deze energie. Zodra het verbrandingsproces energie begint te produceren (exotherm), gaat het verbrandingsproces door totdat het de brandstof of het oxidatiemiddel volledig verbruikt. Met andere woorden, een exotherm proces is zelfvoorzienend als het eenmaal is gestart.
de reactanten
De eerste vereiste reactant bij verbranding is een brandstof. Veel van deze brandstoffen, brandbare stoffen genoemd, zijn organisch. Organische materialen bevatten koolstof, waterstof en zuurstof. Sommige anorganische materialen, zoals magnesium, zijn echter ook brandbaar. De tweede vereiste reactant bij verbranding is een oxidatiemiddel. Zuurstof is het universele oxidatiemiddel en vereist voor alle verbranding. Verbranding zal niet plaatsvinden zonder beide reactanten. Haal de brandstof van het vuur en het gaat uit. Evenzo verwijder je het oxidatiemiddel – door de vlammen te doven – en gaat het vuur ook uit. Dit is het doel achter brandblussers.
De producten
Bij de verbranding van organische materialen ontstaan een aantal producten. Het eerste product van organische verbranding is koolstofdioxide. Het tweede product van organische verbranding is water, dat meestal vrijkomt als waterdamp. Het derde product van organische verbranding is energie, die vrijkomt als warmte of warmte en licht. Omdat er in de meeste brandstoffen andere moleculen aanwezig zijn, is het verbrandingsproces niet helemaal schoon. Dit betekent dat het kleine hoeveelheden andere materialen produceert, waarvan vele potentieel schadelijk zijn. Anorganische verbranding produceert geen kooldioxide of water. Wanneer magnesium (brandstof) bijvoorbeeld reageert met zuurstof (oxidant), resulteert het verbrandingsproces in magnesiumoxide en warmte. De enige constante bij verbranding, ongeacht de brandstof, is het vrijkomen van energie als warmte of warmte en licht.