Spaľovacia reakcia, niekedy skrátene RXN, je akákoľvek reakcia, pri ktorej sa horľavý materiál spojí s kyslíkom alebo oxiduje. Najbežnejšou spaľovacou reakciou je oheň, pri ktorom horia uhľovodíky na vzduchu za vzniku oxidu uhličitého, vodnej pary, tepla, svetla a často popola. Zatiaľ čo iné chemické reakcie môžu produkovať teplo, spaľovacie reakcie majú vždy spoločné špecifické vlastnosti, ktoré musia byť prítomné, aby mohla byť reakcia skutočnou spaľovacou reakciou.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Spaľovacia reakcia je chemická reakcia, pri ktorej sa materiál kombinuje s kyslíkom a vydáva svetlo a teplo. Pri najbežnejších reakciách horenia horia materiály obsahujúce uhľovodíky, ako je drevo, benzín alebo propán, na vzduchu, aby sa uvoľnil oxid uhličitý a vodná para. Iné spaľovacie reakcie, ako napríklad spaľovanie horčíka na výrobu oxidu horečnatého, vždy spotrebujú kyslík, ale nevyhnutne nemusia produkovať oxid uhličitý alebo vodnú paru.
Ako prebieha spaľovanie
Aby mohla spaľovacia reakcia pokračovať, musia byť prítomné horľavé materiály a kyslík, ako aj externý zdroj energie na spustenie spaľovania. Aj keď určitý materiál spontánne vzplanie, keď sa spojí s plynným kyslíkom, väčšina látok potrebuje na to, aby začala horieť, iskru alebo iný zdroj energie. Len čo sa začne spaľovacia reakcia, je na jej udržanie dostatočné teplo.
Napríklad keď založíte drevný oheň, uhľovodíky v dreve sa spoja s kyslíkom vo vzduchu a vytvoria oxid uhličitý a vodnú paru, čím sa uvoľní energia vo forme tepla a svetla. Na založenie ohňa potrebujete externý zdroj energie, napríklad zápalku. Táto energia rozbíja existujúce chemické väzby, takže môžu reagovať atómy uhlíka, vodíka a kyslíka.
Pri spaľovacej reakcii sa uvoľní oveľa viac energie, ako je potrebné na prerušenie chemických väzieb. Vďaka tomu drevo naďalej horí, kým sa nespotrebujú uhľovodíky. Akékoľvek iné uhľovodíkové nečistoty v dreve sa ukladajú ako popol. Mokré drevo zle horí, pretože premena vody vo vlhkom dreve na paru spotrebuje energiu. Ak sa všetka energia vyrobená spaľovacou reakciou použije na odparenie vody v dreve, nezostane nič, čo by udržalo priebeh reakcie, a oheň zhasne.
Príklady reakcií na spaľovanie
Spaľovanie metánu, hlavnej zložky zemného plynu, je príkladom typickej spaľovacej reakcie. Kachle a pece na zemný plyn majú kontrolné svetlo alebo iskru, ktoré poskytujú vonkajšiu energiu potrebnú na spustenie spaľovacej reakcie.
Metán má chemický vzorec CH4, a horí s molekulami kyslíka zo vzduchu, chemický vzorec O2. Keď sa tieto dva plyny dostanú do kontaktu, horenie sa nezačne, pretože molekuly sú stabilné. V iskre alebo v pilotnom svetle sa rozbije jednoduchá väzba kyslíka a štyri metánové väzby a jednotlivé atómy reagujú za vzniku nových väzieb.
Dva atómy kyslíka reagujú s atómom uhlíka za vzniku molekuly oxidu uhličitého a ďalšie dva atómy kyslíka reagujú so štyrmi atómami vodíka za vzniku dvoch molekúl vody. Chemický vzorec je CH4 + 2O2 = CO2 + 2 H2O. Tvorba nových molekúl uvoľňuje značné množstvo energie vo forme tepla a svetla.
Pri spaľovaní horčíka sa neuvoľňuje oxid uhličitý ani vodná para, ale stále ide o spaľovaciu reakciu, pretože ide o exotermickú reakciu horľavého materiálu s kyslíkom. Umiestnenie horčíka do vzduchu nestačí na spustenie spaľovania, ale iskra alebo plameň prerušuje väzby molekúl kyslíka vo vzduchu, aby mohla reakcia pokračovať.
Horčík sa kombinuje s kyslíkom zo vzduchu a vytvára oxid horečnatý a prebytočnú energiu. Chemický vzorec pre reakciu je O2 + 2Mg = 2MgO a prebytočná energia sa uvoľňuje vo forme intenzívneho tepla a jasného bieleho svetla. Tento príklad ukazuje, že chemickou reakciou môže byť spaľovacia reakcia bez charakteristík tradičného ohňa.