Selitämme, mitä palaminen on, miten se tapahtuu ja mitkä ovat reaktion vaiheet. Myös luokittelu ja esimerkit.
Palaminen on kemiallinen reaktio, joka vapauttaa valoa ja lämpöä.Mitä on palaminen?
Polttaminen on eräänlainen eksoterminen kemiallinen reaktio. Voi osallistua asia sisään kaasumainen tila tai heterogeenisessa tilassa (nestekaasu tai kiinteä kaasu). Tuottaa valoa Y lämpöä useimmissa tapauksissa, ja se tapahtuu huomattavasti nopeasti.
Perinteisesti palaminen ymmärretään prosessiksi hapettumista tiettyjen polttoaine-elementtien nopeus, eli ne koostuvat pääasiassa vedystä, hiilestä ja joskus rikistä. Lisäksi se tapahtuu välttämättä hapen läsnä ollessa.
Itse asiassa palamista ovat redox-reaktiot (pelkistys-hapetus), joka voi tapahtua sekä hallitusti, kuten polttomoottoreissa, että hallitsemattomasti, kuten räjähdysten yhteydessä. Nämä reaktiot sisältävät vaihtoa elektroneja välissä atomeja aineesta reaktion aikana.
Suurimman osan ajasta palaminen syntyy lämpöenergia Y valoa ja ne tuottavat myös muita kaasumaisia ja kiinteitä aineita, kuten hiilidioksidia (CO2) ja vesihöyryä, tai polttoaineen (reaktiossa kulutetun aineen) kiinteät jäämät ja hapetin (reaktiota edistävä aine). Syntyvät aineet riippuvat palamiseen osallistuvien reagenssien kemiallisesta luonteesta.
Tällä tavalla, vaikka perinteisessä palamiskuvassa mukana on aina tuli, on mahdollista, että tulta ei synny, koska se ei ole muuta kuin eräänlainen plasma (ionisoitu kaasu) tuote lämmön vapautumisesta kemiallinen reaktio palamisen, jonka muodostuminen riippuu kunkin tietyn reaktion olosuhteista ja lähtöaineista.
Miten palaminen tapahtuu?
Palaminen tuottaa aina CO2:ta, vesihöyryä, energiaa ja muuta yhdistettä.Palaminen on eräänlainen redox-reaktio, toisin sanoen pelkistys-hapetusreaktio. Tämä tarkoittaa, että niissä yksi lähtöaine hapettuu (menettää elektroneja), kun taas toinen pelkistyy (saa elektroneja).
Palamisen yhteydessä hapetin (happi) saa elektroneja pelkistimestä (polttoaine), tai mikä on sama, hapetin (happi), saa elektroneja polttoaineesta. Tämä annetaan yleensä seuraavan kaavan mukaan:
Polttoyhdisteet voivat vaihdella kussakin palamisreaktiossa niiden luonteesta riippuen, kuten polttoainetasot voivat vaihdella. Energiaa luotu. Mutta hiilidioksidia ja vettä syntyy jollain tavalla kaikissa palamisissa.
Polttotyypit
Polttoa on kolmea tyyppiä:
- Täydellinen tai täydellinen palaminen. Ne ovat niitä reaktioita, joissa palava materiaali hapettuu kokonaan (kulutetaan) ja syntyy muita hapetettuja yhdisteitä, kuten tapauksen mukaan hiilidioksidia (CO2) tai rikkidioksidia (SO2) ja vettä (H2O).
- Stökiometrinen tai neutraali palaminen. Tämä on nimitys ihanteellisille täydellisille palamisille, jotka käyttävät juuri oikeat määrät happea reaktioonsa ja jotka yleensä tapahtuvat vain ympäristöön ohjataan laboratoriosta.
- Epätäydelliset palat. Ne ovat niitä reaktioita, joissa palamiskaasuihin ilmaantuu yhdisteitä, jotka eivät ole täysin hapettuneet (kutsutaan myös palamattomiksi). Tällaiset yhdisteet voivat olla hiilimonoksidia (CO), vetyä, hiilihiukkasia ja niin edelleen.
Palamisreaktio
Polttoprosessit käsittävät itse asiassa joukon nopeita ja samanaikaisia kemiallisia reaktioita. Jokaista näistä reaktioista voidaan kutsua vaiheeksi tai vaiheeksi. Palamisen kolme perusvaihetta ovat:
- Esireaktio tai ensimmäinen vaihe. The hiilivedyt palavassa materiaalissa olevat hajoavat ja alkavat reaktiona hapen kanssa ilmaamuodostaen radikaaleja (molekyylisesti epästabiileja yhdisteitä). Tämä käynnistää ilmestymisen ja katoamisen ketjureaktion kemialliset yhdisteet jossa yleensä muodostuu enemmän yhdisteitä kuin hajoaa.
- Hapetus tai toinen vaihe. Tässä vaiheessa syntyy suurin osa reaktion lämpöenergiasta. Kun happi reagoi edellisen vaiheen radikaalien kanssa, prosessi siirtymä väkivaltainen elektroneja. Räjähdysten tapauksessa suuri määrä radikaaleja johtaa massiiviseen ja rajuun reaktioon.
- Reaktion loppu tai kolmas vaihe. Se tapahtuu, kun radikaalien hapetus on valmis ja molekyylejä vakaa, joka on palamistuotteita.
Esimerkkejä palamisesta
Joitakin yksinkertaisia esimerkkejä palamisesta jokapäiväisessä elämässä ovat:
- Tulitikkun / tulitikkujen valaistus. Se on palamisen symbolisin tapaus. Kun fosforipäätä (joka on päällystetty fosforilla ja rikillä) kaavitaan karkeaa pintaa vasten, se kuumenee kitka ja laukaisee nopean palamisen, joka puolestaan tuottaa lyhyen liekin.
- Kaasulieden valaistus. Kotitalouskeittiöt toimivat yleensä polttamalla hiilivetykaasua seos propaania (C3H8) ja butaania (C4H10), joita laite imee putkesta tai säiliöstä. Asetettuna kosketuksiin ilman kanssa ja varustettuna lämpöenergian alkupanoksella (kuten pilottiliekillä tai fosforin liekillä) kaasu aloittaa reaktion; mutta jotta liekki pysyy palamassa, polttoainetta on syötettävä jatkuvasti.
- Vahvat perustat ja orgaaninen materiaali. Suurin osa pohjat vahvat (hydroksidit), kuten kaustinen sooda, kaustinen potas ja muut pH äärimmäisen emäksisiä, ne aiheuttavat rajuja hapetusreaktioita joutuessaan kosketuksiin orgaaninen materiaali. Tämä tarkoittaa, että voimme palaa kosketuksessa näiden aineiden kanssa ja jopa sytyttää tulipalon, koska nämä reaktiot ovat yleensä hyvin eksotermisiä.
- Polttomoottorit. Näitä laitteita on autoissa, veneissä ja muissa ajoneuvoissa, jotka toimivat niiden kanssa fossiiliset polttoaineet kuten diesel, bensiini tai kerosiini. Ne ovat esimerkki kontrolloidun palamisen käytöstä. Niissä polttoaineen hiilivedyt kuluvat ja syntyy pieniä räjähdyksiä, jotka mäntäjärjestelmässä muuttuvat liikettä, joka tuottaa myös saastuttavia kaasuja, jotka vapautuvat tunnelmaa.