Selgitame, mis on põlemine, kuidas see toimub ja millised on reaktsiooni etapid. Samuti klassifikatsioon ja näited.
Põlemine on keemiline reaktsioon, mille käigus vabaneb valgus- ja soojusenergia.Mis on põlemine?
Põlemine on teatud tüüpi eksotermiline keemiline reaktsioon. Võib kaasata asja sisse gaasiline olek või heterogeenses olekus (vedel-gaas või tahke-gaas). Genereeri valgus Y soojust enamikul juhtudel ja see toimub märkimisväärselt kiiresti.
Traditsiooniliselt mõistetakse põlemise all protsessi oksüdatsioon teatud kütuseelementide kiirus, st koosnevad peamiselt vesinikust, süsinikust ja mõnikord ka väävlist. Lisaks toimub see tingimata hapniku juuresolekul.
Tegelikult põlemised on redoksreaktsioonid (redutseerimine-oksüdatsioon), mis võib toimuda nii kontrollitult, näiteks sisepõlemismootorites, kui ka kontrollimatult, näiteks plahvatuste korral. Need reaktsioonid hõlmavad vahetust elektronid vahel aatomid ainest reaktsiooni ajal.
Enamasti tekivad põlemised soojusenergia Y valgus ja nad toodavad ka muid gaasilisi ja tahkeid aineid, nagu süsinikdioksiid (CO2) ja veeaur, või kütuse (reaktsioonis kulunud aine) tahked jäägid ja oksüdeerija (aine, mis soodustab reaktsiooni). Tekkivad ained sõltuvad põlemisel osalevate reaktiivide keemilisest olemusest.
Sel viisil, kuigi traditsioonilise põlemiskuju puhul on alati tegemist tulekahjuga, on võimalik, et tuld ei teki, kuna see pole midagi muud kui plasma (ioniseeritud gaas) saadus soojuse eraldumisest keemiline reaktsioon põlemisel, mille moodustumine sõltub iga konkreetse reaktsiooni tingimustest ja reaktiividest.
Kuidas põlemine toimub?
Põlemisel tekib alati CO2, veeaur, energia ja mõni muu ühend.Põlemine on redoksreaktsiooni tüüp, see tähendab redutseerimis-oksüdatsioonireaktsioon. See tähendab, et neis üks reagent oksüdeerub (kaotab elektrone), teine aga redutseerub (saab juurde elektrone).
Põlemisel saab oksüdeerija (hapnik) elektronid redutseerijast (kütusest) või mis seesama, oksüdeerija (hapnik) saab kütusest elektrone. Tavaliselt antakse see järgmise valemi järgi:
Põlemisühendid võivad igas põlemisreaktsioonis olenevalt nende olemusest erineda, nagu ka kütuse tasemed. Energia loodud. Kuid süsihappegaasi ja vett tekivad mingil moel kõigis põlemisprotsessides.
Põlemise tüübid
Põlemist on kolme tüüpi:
- Täielik või täiuslik põlemine. Need on reaktsioonid, mille käigus põlev materjal oksüdeeritakse (tarvitatakse) täielikult ja tekivad muud hapnikuga rikastatud ühendid, nagu näiteks süsinikdioksiid (CO2) või vääveldioksiid (SO2) ja vesi (H2O).
- Stöhhiomeetriline või neutraalne põlemine. See on nimi, mis on antud ideaalsele täielikule põlemisele, mille reaktsiooniks kasutatakse täpselt õiges koguses hapnikku ja mis tavaliselt toimuvad ainult keskkond kontrollitakse laborist.
- Mittetäielikud põlemised. Need on reaktsioonid, mille käigus põlemisgaasides tekivad ühendid, mis ei ole täielikult oksüdeerunud (nimetatakse ka põlemata). Sellised ühendid võivad olla süsinikmonooksiid (CO), vesinik, süsinikuosakesed jne.
Põlemisreaktsioon
Põlemisprotsessid hõlmavad tegelikult kiirete ja samaaegsete keemiliste reaktsioonide kogumit. Kõiki neid reaktsioone võib nimetada etapiks või faasiks. Põlemise kolm põhietappi on järgmised:
- Eelreaktsioon ehk esimene etapp. The süsivesinikud põlevas materjalis olevad lagunevad ja hakkavad reageerima hapnikuga õhku, moodustades radikaale (molekulaarselt ebastabiilsed ühendid). See käivitab ilmumise ja kadumise ahelreaktsiooni keemilised ühendid kus üldiselt tekib rohkem ühendeid kui laguneb.
- Oksüdatsioon ehk teine etapp. Selles etapis tekib suurem osa reaktsiooni soojusenergiast. Kui hapnik reageerib eelmise etapi radikaalidega, tekib protsess nihe vägivaldne elektronid. Plahvatuste korral põhjustab suur hulk radikaale massilise ja ägeda reaktsiooni.
- Reaktsiooni lõpp või kolmas etapp. See tekib siis, kui radikaalide oksüdatsioon on lõppenud ja molekulid stabiilne, mis on põlemisproduktid.
Põlemise näited
Mõned lihtsad näited põlemisest igapäevaelus on:
- Tiku / tiku valgustus. See on põlemise sümboolseim juhtum. Kui fosfori ja väävliga kaetud luminofoorpead kraabitakse vastu kareda pinda, soojendatakse seda hõõrdumine ja käivitab kiire põlemise, mis omakorda tekitab lühikese leegi.
- Gaasipliidi valgustus. Koduköögid töötavad üldiselt süsivesinikgaasi põletamisel segu propaani (C3H8) ja butaani (C4H10), mille seade tõmbab torust või anumast. Kui gaas puutub kokku õhuga ja on varustatud soojusenergia esialgse laenguga (näiteks pilootleek või luminofoor), alustab gaas oma reaktsiooni; kuid leegi põlemiseks tuleb kütust pidevalt juurde anda.
- Tugev vundament ja orgaaniline materjal. Enamik alused tugevad (hüdroksiidid), nagu seebikivi, kaaliumkloriid ja muud pH äärmuslikult aluselised, tekitavad need kokkupuutel ägeda oksüdatsioonireaktsiooniga orgaaniline materjal. See tähendab, et me võime nende ainetega kokkupuutel põletushaavu saada ja nendega isegi tulekahjusid tekitada, kuna need reaktsioonid on tavaliselt väga eksotermilised.
- Sisepõlemismootorid. Need seadmed on olemas autodes, paatides ja muudes sõidukites, millega töötavad fossiilkütused nagu diisel, bensiin või petrooleum. Need on näide kontrollitud põlemise kasutamisest. Nendes kuluvad ära kütuses olevad süsivesinikud ja tekivad väikesed plahvatused, mis kolvisüsteemis muutuvad liikumine, mis toodab ka saastavaid gaase, mis eralduvad õhkkond.