Úvod do spalovacích (hořících) reakcí

A spalovací reakce je hlavní třída chemických reakcí, běžně označovaná jako „pálení“. V nejobecnějším smyslu, spalování zahrnuje reakci mezi jakýmkoli hořlavým materiálem a oxidačním činidlem za vzniku oxidovaného produktu. Obvykle se vyskytuje, když uhlovodík reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého a vody. Dobré známky toho, že se zabýváte spalovací reakcí, jsou přítomnost kyslíku jako reakčního činidla a oxidu uhličitého, vody a tepla jako produktů. Anorganické spalovací reakce nemusí tvořit všechny tyto produkty, ale zůstávají rozpoznatelné reakcí kyslíku.

Spalování je exotermická reakce, což znamená, že uvolňuje teplo, ale někdy reakce probíhá tak pomalu, že změna teploty není patrná. Spalování nevede vždy k požáru, ale když se stane, plamen je charakteristickým indikátorem reakce. Zatímco aktivační energie musí být překonána, aby se zahájilo spalování (tj. Pomocí zapálené zápalky k zapálení ohně), teplo z plamene může poskytnout dostatek energie, aby se reakce stala soběstačnou.

uhlovodík + kyslík → oxid uhličitý + voda

Je důležité si uvědomit, že spalovací reakce jsou snadno rozpoznatelné, protože výrobky vždy obsahují oxid uhličitý a vodu. Zde je několik příkladů vyvážených rovnic pro spalovací reakce. Všimněte si, že zatímco kyslík je vždy přítomen jako reaktant, v složitějších příkladech kyslík pochází z jiného reaktantu.

• Spalování metanu
  CH₄(g) +20₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O (g)
• Spalování naftalenu
  C₁₀H₈ + 12 O₂ → 10 CO₂ + 4 H₂Ó
• Spalování etanu
  2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂Ó
• Spalování butanu (běžně se vyskytuje v zapalovačích)
  2C₄H₁₀(g) +13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O (g)
• Spalování methanolu (také známý jako alkohol dřeva)
  2CH₃OH (g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O (g)
• Spalování propanu (používá se v plynových griloch, krbech a některých sporácích)
  2C₃H₈(g) + 7O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O (g)

Spalování, stejně jako všechny chemické reakce, ne vždy probíhá se 100% účinností. Je náchylný omezit reaktanty stejně jako jiné procesy. V důsledku toho se pravděpodobně setkáte se dvěma typy spalování:

• Kompletní spalování: Také se nazývá „čisté spalování“, úplné spalování je oxidace uhlovodíku, který produkuje pouze oxid uhličitý a vodu. Příkladem čistého spalování by bylo spalování voskové svíčky: Teplo z planoucího knotu se vypařuje vosk (uhlovodík), který zase reaguje s kyslíkem ve vzduchu a uvolňuje oxid uhličitý a voda. V ideálním případě veškerý vosk hoří, takže po konzumaci svíčky nezůstane nic, zatímco vodní pára a oxid uhličitý se rozptýlí do vzduchu.
• Neúplné spalování: Nedokonalým spalováním se také nazývá „špinavé spalování“ oxidace uhlovodíků, která kromě oxidu uhličitého produkuje oxid uhelnatý a / nebo uhlík (saze). Příkladem neúplného spalování by bylo spalování uhlí (fosilního paliva), během něhož se uvolňuje množství sazí a oxidu uhelnatého. Ve skutečnosti mnoho fosilních paliv - včetně uhlí - spaluje neúplně a uvolňuje odpadní produkty do životního prostředí.