Forbrenning er en oksidasjonsreaksjon som produserer varme, og den er derfor alltid eksoterm. Alle kjemiske reaksjoner bryter først bindinger og lager deretter nye for å danne nye materialer. Å bryte obligasjoner tar energi mens du lager nye obligasjoner frigjør energi. Hvis energien som frigjøres av de nye bindingene er større enn energien som trengs for å bryte de opprinnelige bindingene, er reaksjonen eksoterm.
Vanlige forbrenningsreaksjoner bryter bindingene til hydrokarbonmolekyler, og de resulterende vann- og karbondioksidbindinger frigjør alltid mer energi enn det som ble brukt til å bryte de opprinnelige hydrokarbonbindinger. Derfor produserer brenning av materialer som hovedsakelig består av hydrokarboner energi og er eksoterm.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Forbrenning er en eksoterm oksidasjonsreaksjon, med materialer som hydrokarboner som reagerer med oksygen for å danne forbrenningsprodukter som vann og karbondioksid. De kjemiske bindingene til hydrokarboner brytes og erstattes av bindinger av vann og karbondioksid. Opprettelse av sistnevnte frigjør mer energi enn det som kreves for å bryte førstnevnte, så energi produseres samlet. I mange tilfeller er det nødvendig med en liten mengde energi som varme for å bryte noe av hydrokarbonet bindinger, slik at noen nye bindinger kan dannes, energi frigjøres og reaksjonen blir selvbærende.
Oksidasjon
Generelt er oksidasjon den delen av en kjemisk reaksjon der atomer eller molekyler i et stoff mister elektroner. Det ledsages normalt av en prosess som kalles reduksjon. Reduksjon er den andre delen av den kjemiske reaksjonen der et stoff får elektroner. I en oksidasjonsreduksjons- eller redoksreaksjon byttes elektroner mellom to stoffer.
Oksidasjon ble opprinnelig brukt til kjemiske reaksjoner der oksygen kombinert med andre materialer og oksyderte dem. Når jern oksyderes, mister det elektroner til oksygen for å danne rust eller jernoksid. To jernatomer mister tre elektroner hver og danner jern-ioner med en positiv ladning. Tre oksygenatomer får to elektroner hver og danner oksygenioner med negativ ladning. De positivt og negativt ladede ionene tiltrekkes av hverandre og danner ionebindinger, og skaper jernoksid, Fe2O3.
Reaksjoner som ikke involverer oksygen kalles også oksidasjons- eller redoksreaksjoner så lenge mekanismen for elektronoverføring er til stede. For eksempel når karbon og hydrogen kombineres for å danne metan, CH4, mister hydrogenatomene hvert elektron til karbonatomet, som får fire elektroner. Hydrogen oksyderes mens karbon reduseres.
Forbrenning
Forbrenning er et spesielt tilfelle av en oksidasjons kjemisk reaksjon der det produseres nok varme til å gjøre reaksjonen selvbærende, med andre ord som en brann. Brann generelt må startes, men de brenner av seg selv til de går tom for drivstoff.
Ved brann brenner materialer som inneholder hydrokarboner, som tre, propan eller bensin, for å produsere karbondioksid og vanndamp. Hydrokarbonbindinger må først brytes for at hydrogen- og karbonatomer skal kombineres med oksygen. Å starte en brann betyr å gi den opprinnelige energien, i form av en flamme eller en gnist, for å bryte noen få av hydrokarbonbindinger.
Når den første startenergien resulterer i ødelagte bindinger og fritt hydrogen og karbon, reagerer atomene med oksygen i luften for å danne karbondioksid, CO2, og vanndamp, H2O. Energien som frigjøres ved dannelsen av disse nye bindingene varmer de gjenværende hydrokarboner og bryter flere bindinger. På dette tidspunktet vil brannen fortsette å brenne. Den resulterende forbrenningsreaksjonen er svært eksoterm, med den nøyaktige mengden varme gitt avhengig av drivstoff og hvor mye energi det tar å bryte bindingene.