ปฏิกิริยาการเผาไหม้ บางครั้งเรียกย่อว่า RXN คือปฏิกิริยาใดๆ ที่วัสดุที่ติดไฟได้รวมกับออกซิเจนหรือถูกออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่พบบ่อยที่สุดคือไฟ ซึ่งไฮโดรคาร์บอนเผาไหม้ในอากาศเพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ ความร้อน แสง และมักเป็นขี้เถ้า ในขณะที่ปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ อาจก่อให้เกิดความร้อน ปฏิกิริยาการเผาไหม้มักมีลักษณะเฉพาะซึ่งต้องมีอยู่เสมอเพื่อให้ปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่แท้จริง
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ปฏิกิริยาการเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาเคมีที่วัสดุรวมกับออกซิเจนเพื่อให้แสงและความร้อน ในปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่พบบ่อยที่สุด วัสดุที่ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน เช่น ไม้ น้ำมันเบนซิน หรือโพรเพน จะเผาไหม้ในอากาศเพื่อปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ ปฏิกิริยาการเผาไหม้อื่นๆ เช่น การเผาไหม้แมกนีเซียมเพื่อผลิตแมกนีเซียมออกไซด์ มักใช้ออกซิเจนจนหมด แต่ไม่จำเป็นต้องผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำ
การเผาไหม้เกิดขึ้นได้อย่างไร
เพื่อให้ปฏิกิริยาการเผาไหม้ดำเนินต่อไป ต้องมีวัสดุที่ติดไฟได้และออกซิเจน รวมทั้งแหล่งพลังงานภายนอกเพื่อเริ่มการเผาไหม้ แม้ว่าวัสดุบางชนิดจะลุกเป็นไฟได้เองตามธรรมชาติเมื่อนำมารวมกับก๊าซออกซิเจน แต่สารส่วนใหญ่ต้องการประกายไฟหรือแหล่งพลังงานอื่นๆ เพื่อเริ่มเผาไหม้ เมื่อปฏิกิริยาการเผาไหม้เริ่มต้นขึ้น ความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาก็เพียงพอที่จะทำให้มันดำเนินต่อไป
ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณเริ่มไฟฟืน ไฮโดรคาร์บอนในเนื้อไม้จะรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ ซึ่งจะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของความร้อนและแสง ในการจุดไฟ คุณต้องมีแหล่งพลังงานภายนอก เช่น ไม้ขีด พลังงานนี้จะทำลายพันธะเคมีที่มีอยู่เพื่อให้อะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนสามารถทำปฏิกิริยาได้
ปฏิกิริยาการเผาไหม้จะปล่อยพลังงานออกมามากเกินความจำเป็นในการทำลายพันธะเคมี เป็นผลให้ไม้ยังคงเผาไหม้ต่อไปจนกว่าไฮโดรคาร์บอนจะหมดลง สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่ไฮโดรคาร์บอนในเนื้อไม้จะสะสมเป็นขี้เถ้า ไม้เปียกไม่ไหม้ดีเพราะการเปลี่ยนน้ำในไม้ที่เปียกเป็นไอน้ำใช้พลังงาน หากพลังงานทั้งหมดที่เกิดจากปฏิกิริยาการเผาไหม้ถูกใช้เพื่อทำให้น้ำในไม้กลายเป็นไอ จะไม่เหลือสิ่งใดให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไปและไฟก็ดับลง
ตัวอย่างปฏิกิริยาการเผาไหม้
การเผาไหม้มีเทนซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ เป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาการเผาไหม้โดยทั่วไป เตาและเตาเผาที่ใช้ก๊าซธรรมชาติมีไฟนำร่องหรือประกายไฟเพื่อให้พลังงานภายนอกที่จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นปฏิกิริยาการเผาไหม้
มีเทนมีสูตรทางเคมี CH4และเผาไหม้ด้วยโมเลกุลออกซิเจนจากอากาศ สูตรเคมี O2. เมื่อก๊าซทั้งสองสัมผัสกัน การเผาไหม้จะไม่เริ่มต้นเนื่องจากโมเลกุลมีความเสถียร ภายในประกายไฟหรือไฟนำร่อง พันธะออกซิเจนเดี่ยวและพันธะมีเทนทั้งสี่จะแตกออก และอะตอมแต่ละตัวจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างพันธะใหม่
อะตอมของออกซิเจนสองอะตอมทำปฏิกิริยากับอะตอมของคาร์บอนเพื่อสร้างโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ และอีกสองอะตอมของออกซิเจนทำปฏิกิริยากับอะตอมของไฮโดรเจนสี่ตัวเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล สูตรทางเคมีคือ CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2โอ. การก่อตัวของโมเลกุลใหม่จะปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาในรูปของความร้อนและแสง
การเผาไหม้ของแมกนีเซียมไม่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำ แต่ยังคงเป็นปฏิกิริยาการเผาไหม้เพราะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนของวัสดุที่ติดไฟได้กับออกซิเจน การวางแมกนีเซียมในอากาศไม่เพียงพอที่จะเริ่มการเผาไหม้ แต่ประกายไฟหรือเปลวไฟจะทำลายพันธะของโมเลกุลออกซิเจนในอากาศเพื่อให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไป
แมกนีเซียมรวมกับออกซิเจนจากอากาศเพื่อสร้างแมกนีเซียมออกไซด์และพลังงานส่วนเกิน สูตรเคมีสำหรับปฏิกิริยาคือ O2 + 2Mg = 2MgO และพลังงานส่วนเกินจะถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อนจัดและแสงสีขาวสว่าง ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาเคมีอาจเป็นปฏิกิริยาการเผาไหม้โดยไม่มีลักษณะของไฟแบบดั้งเดิม