ปฏิกิริยาการเผาไหม้เป็นแบบคายความร้อนหรือไม่?

การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันที่สร้างความร้อน ดังนั้นจึงคายความร้อนได้เสมอ ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดจะแตกพันธะก่อน แล้วจึงสร้างพันธะใหม่เพื่อสร้างวัสดุใหม่ การทำลายพันธะต้องใช้พลังงานในขณะที่การสร้างพันธะใหม่จะปลดปล่อยพลังงาน ถ้าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากพันธะใหม่มีค่ามากกว่าพลังงานที่จำเป็นในการทำลายพันธะเดิม ปฏิกิริยาจะเป็นแบบคายความร้อน

ปฏิกิริยาการเผาไหม้ทั่วไปจะทำลายพันธะของโมเลกุลไฮโดรคาร์บอน และพันธะของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะปล่อยพลังงานออกมามากกว่าที่ใช้ในการทำลายพันธะไฮโดรคาร์บอนเดิมเสมอ นั่นเป็นสาเหตุที่วัสดุเผาไหม้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนผลิตพลังงานและเป็นคายความร้อน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบคายความร้อน โดยวัสดุอย่างเช่น ไฮโดรคาร์บอนทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ เช่น น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ พันธะเคมีของไฮโดรคาร์บอนจะแตกตัวและถูกแทนที่ด้วยพันธะของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ การสร้างอย่างหลังจะปล่อยพลังงานมากกว่าที่จำเป็นในการทำลายอดีต ดังนั้นพลังงานจึงถูกผลิตขึ้นโดยรวม ในหลายกรณี ต้องใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย เช่น ความร้อนเพื่อทำลายไฮโดรคาร์บอนบางส่วน พันธะ ทำให้เกิดพันธะใหม่ พลังงานถูกปลดปล่อย และปฏิกิริยากลายเป็น พึ่งตนเองได้

โดยทั่วไป การเกิดออกซิเดชันเป็นส่วนหนึ่งของปฏิกิริยาเคมีที่อะตอมหรือโมเลกุลของสารสูญเสียอิเล็กตรอน โดยปกติแล้วจะมาพร้อมกับกระบวนการที่เรียกว่าการลดลง การรีดิวซ์เป็นส่วนที่สองของปฏิกิริยาเคมีที่สารได้รับอิเล็กตรอน ในปฏิกิริยารีดิวซ์หรือรีดอกซ์ อิเล็กตรอนจะถูกแลกเปลี่ยนระหว่างสารสองชนิด

เดิมทีใช้ออกซิเดชันสำหรับปฏิกิริยาเคมีที่ออกซิเจนรวมกับวัสดุอื่นและออกซิไดซ์ เมื่อเหล็กถูกออกซิไดซ์ มันจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปเป็นออกซิเจนเพื่อสร้างสนิมหรือเหล็กออกไซด์ อะตอมของเหล็กสองอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนสามตัวและก่อให้เกิดไอออนของธาตุเหล็กที่มีประจุบวก อะตอมของออกซิเจนสามอะตอมได้รับอิเล็กตรอนสองตัวและก่อตัวเป็นไอออนออกซิเจนที่มีประจุลบ ไอออนที่มีประจุบวกและลบถูกดึงดูดเข้าหากันและเกิดพันธะไอออนิก ทำให้เกิดเหล็กออกไซด์ Fe₂โอ₃.

ปฏิกิริยาที่ไม่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนจะเรียกว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือปฏิกิริยารีดอกซ์ตราบเท่าที่มีกลไกการถ่ายเทอิเล็กตรอนอยู่ ตัวอย่างเช่น เมื่อคาร์บอนและไฮโดรเจนรวมกันเป็นมีเทน CH,₄อะตอมของไฮโดรเจนแต่ละอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอะตอมของคาร์บอน ซึ่งได้รับอิเล็กตรอนสี่ตัว ไฮโดรเจนถูกออกซิไดซ์ในขณะที่คาร์บอนลดลง

การเผาไหม้เป็นกรณีพิเศษของปฏิกิริยาเคมีออกซิเดชันซึ่งมีความร้อนเพียงพอเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาอย่างยั่งยืน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เป็นไฟ โดยทั่วไปแล้วไฟจะต้องเริ่มต้น แต่จะเผาเองจนกว่าเชื้อเพลิงจะหมด

ในกองไฟ วัสดุที่มีไฮโดรคาร์บอน เช่น ไม้ โพรเพน หรือน้ำมันเบนซิน เผาไหม้เพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ พันธะไฮโดรคาร์บอนจะต้องถูกทำลายก่อนเพื่อให้อะตอมของไฮโดรเจนและคาร์บอนรวมกับออกซิเจน การจุดไฟหมายถึงการให้พลังงานเริ่มต้น ในรูปของเปลวไฟหรือประกายไฟ เพื่อทำลายพันธะไฮโดรคาร์บอนบางส่วน

เมื่อพลังงานเริ่มต้นเริ่มต้นส่งผลให้เกิดพันธะที่ขาดและไฮโดรเจนและคาร์บอนอิสระ อะตอมจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ CO₂และไอน้ำ H₂โอ. พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการก่อตัวของพันธะใหม่เหล่านี้จะทำให้ไฮโดรคาร์บอนที่เหลือร้อนขึ้นและแตกพันธะมากขึ้น ณ จุดนี้ไฟจะยังคงลุกไหม้ ปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่ได้คือคายความร้อนสูง โดยปริมาณความร้อนที่แน่นอนที่ปล่อยออกมานั้นขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิงและพลังงานที่ใช้ในการทำลายพันธะ