Reakcja spalania, czasami w skrócie RXN, to dowolna reakcja, w której materiał palny łączy się z tlenem lub jest utleniany. Najczęstszą reakcją spalania jest pożar, w którym węglowodory spalają się w powietrzu, tworząc dwutlenek węgla, parę wodną, ciepło, światło i często popiół. Podczas gdy inne reakcje chemiczne mogą wytwarzać ciepło, reakcje spalania zawsze mają określone cechy, które muszą być obecne, aby reakcja była prawdziwą reakcją spalania.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Reakcja spalania to reakcja chemiczna, w której materiał łączy się z tlenem, wydzielając światło i ciepło. W najczęstszych reakcjach spalania materiały zawierające węglowodory, takie jak drewno, benzyna lub propan, spalają się w powietrzu, uwalniając dwutlenek węgla i parę wodną. Inne reakcje spalania, takie jak spalanie magnezu w celu wytworzenia tlenku magnezu, zawsze zużywają tlen, ale niekoniecznie wytwarzają dwutlenek węgla lub parę wodną.
Jak odbywa się spalanie
Aby reakcja spalania mogła zachodzić, muszą być obecne materiały palne i tlen, a także zewnętrzne źródło energii do rozpoczęcia spalania. Podczas gdy niektóre materiały spontanicznie zapalą się po połączeniu z gazowym tlenem, większość substancji wymaga iskry lub innego źródła energii, aby zacząć się palić. Gdy rozpocznie się reakcja spalania, ciepło wytworzone przez reakcję wystarczy do jej podtrzymania.
Na przykład, gdy rozpalasz drewno, węglowodory zawarte w drewnie łączą się z tlenem w powietrzu, tworząc dwutlenek węgla i parę wodną, uwalniając energię w postaci ciepła i światła. Aby rozpalić ogień, potrzebujesz zewnętrznego źródła energii, takiego jak zapałka. Energia ta rozbija istniejące wiązania chemiczne, dzięki czemu atomy węgla, wodoru i tlenu mogą reagować.
Reakcja spalania uwalnia znacznie więcej energii niż jest to potrzebne do zerwania wiązań chemicznych. W rezultacie drewno pali się dalej, aż do zużycia węglowodorów. Wszelkie zanieczyszczenia niewęglowodorowe w drewnie osadzają się w postaci popiołu. Mokre drewno nie pali się dobrze, ponieważ zamiana wody w mokrym drewnie na parę zużywa energię. Jeśli cała energia wytworzona w reakcji spalania zostanie wykorzystana do odparowania wody zawartej w drewnie, nie pozostanie żadna, aby podtrzymać reakcję, a ogień gaśnie.
Przykłady reakcji spalania
Przykładem typowej reakcji spalania jest spalanie metanu, głównego składnika gazu ziemnego. Piece i piece zasilane gazem ziemnym mają lampkę pilotującą lub iskrę, która dostarcza energię zewnętrzną niezbędną do rozpoczęcia reakcji spalania.
Metan ma wzór chemiczny CH4, i spala się cząsteczkami tlenu z powietrza, wzór chemiczny O2. Kiedy te dwa gazy stykają się, spalanie nie rozpoczyna się, ponieważ cząsteczki są stabilne. W świetle iskry lub światła pilotującego pojedyncze wiązanie tlenu i cztery wiązania metanu zostają zerwane, a poszczególne atomy reagują, tworząc nowe wiązania.
Dwa atomy tlenu reagują z atomem węgla, tworząc cząsteczkę dwutlenku węgla, a dwa kolejne atomy tlenu reagują z czterema atomami wodoru, tworząc dwie cząsteczki wody. Wzór chemiczny to CH4 + 2O2 = CO2 + 2 godz2O. Powstawanie nowych cząsteczek uwalnia znaczną ilość energii w postaci ciepła i światła.
Spalanie magnezu nie uwalnia dwutlenku węgla ani pary wodnej, ale nadal jest reakcją spalania, ponieważ jest to reakcja egzotermiczna materiału palnego z tlenem. Umieszczenie magnezu w powietrzu nie wystarczy, aby rozpocząć spalanie, ale iskra lub płomień rozrywa wiązania cząsteczek tlenu w powietrzu, aby umożliwić przebieg reakcji.
Magnez łączy się z tlenem z powietrza, tworząc tlenek magnezu i nadmiar energii. Wzór chemiczny reakcji to O2 + 2Mg = 2MgO, a nadmiar energii uwalnia się w postaci intensywnego ciepła i jasnego, białego światła. Ten przykład pokazuje, że reakcja chemiczna może być reakcją spalania bez cech ognia tradycyjnego.