Реакция горения, иногда сокращенно RXN, представляет собой любую реакцию, в которой горючий материал соединяется с кислородом или окисляется. Наиболее распространенной реакцией горения является пожар, при котором углеводороды горят в воздухе с образованием углекислого газа, водяного пара, тепла, света и часто золы. В то время как другие химические реакции могут выделять тепло, реакции горения всегда обладают определенными характеристиками, которые должны присутствовать, чтобы реакция была настоящей реакцией горения.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Реакция горения - это химическая реакция, в которой материал соединяется с кислородом, выделяя свет и тепло. В наиболее распространенных реакциях горения углеводородсодержащие материалы, такие как древесина, бензин или пропан, горят на воздухе с выделением диоксида углерода и водяного пара. Другие реакции горения, такие как сжигание магния с образованием оксида магния, всегда используют кислород, но не обязательно производят диоксид углерода или водяной пар.
Как происходит возгорание
Для протекания реакции горения должны присутствовать горючие материалы и кислород, а также внешний источник энергии для начала горения. Хотя некоторые материалы самопроизвольно воспламеняются при контакте с газообразным кислородом, большинству веществ требуется искра или другой источник энергии, чтобы начать горение. Как только начинается реакция горения, тепла, выделяемого в результате реакции, достаточно, чтобы она продолжалась.
Например, когда вы разжигаете дровяной огонь, углеводороды в древесине соединяются с кислородом воздуха, образуя углекислый газ и водяной пар, высвобождая энергию в виде тепла и света. Чтобы разжечь огонь, вам понадобится внешний источник энергии, например, спичка. Эта энергия разрывает существующие химические связи, так что атомы углерода, водорода и кислорода могут вступить в реакцию.
В результате реакции горения выделяется гораздо больше энергии, чем требуется для разрыва химических связей. В результате древесина продолжает гореть до тех пор, пока углеводороды не будут израсходованы. Любые неуглеводородные примеси в древесине откладываются в виде золы. Мокрая древесина плохо горит, потому что превращение воды во влажной древесине в пар требует энергии. Если вся энергия, произведенная в результате реакции горения, используется для испарения воды в древесине, ничего не остается, чтобы поддерживать реакцию, и огонь гаснет.
Примеры реакций горения
Сжигание метана, основного компонента природного газа, является примером типичной реакции горения. Печи и печи, работающие на природном газе, имеют запальную лампу или искру, чтобы обеспечить внешнюю энергию, необходимую для начала реакции горения.
Метан имеет химическую формулу CH4, и горит молекулами кислорода из воздуха, химическая формула O2. Когда два газа вступают в контакт, горение не начинается, потому что молекулы стабильны. В искре или пилотной лампе одинарная кислородная связь и четыре метановые связи разрываются, и отдельные атомы вступают в реакцию с образованием новых связей.
Два атома кислорода реагируют с атомом углерода с образованием молекулы диоксида углерода, а еще два атома кислорода реагируют с четырьмя атомами водорода с образованием двух молекул воды. Химическая формула - CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2О. При образовании новых молекул выделяется значительное количество энергии в виде тепла и света.
При горении магния не выделяется углекислый газ или водяной пар, но это все же реакция горения, потому что это экзотермическая реакция горючего материала с кислородом. Помещения магния в воздух недостаточно, чтобы начать горение, но искра или пламя разрывают связи молекул кислорода в воздухе, чтобы реакция продолжилась.
Магний соединяется с кислородом воздуха с образованием оксида магния и избыточной энергии. Химическая формула реакции - O2 + 2Mg = 2MgO, а избыточная энергия выделяется в виде сильного тепла и яркого белого света. Этот пример показывает, что химическая реакция может быть реакцией горения, не имеющей характеристик традиционного пожара.