Izgaranje je brzi oksidacijski kemijski proces koji prati nisko oslobađanje energije u obliku topline i svjetlosti. Da bi se taj proces odvijao, potrebna je prisutnost goriva, oksidansa i topline. Materijal koji je sposoban izgarati i kombinira se s kisikom poznat je kao gorivo. Pri uobičajenom izgaranju gorivo je složena tvar, poput ugljikovodika (naftni plin, benzin, petrolej, parafin itd.). Kisik, bitan element za nastanak i nastavak procesa oksidacije, poznat je kao oksidans.
Što je izgaranje
Sadržaj
Izgaranje se definira kao brza oksidacijska kemijska reakcija, koja je popraćena malim ispuštanjem energije u obliku topline i svjetlosti. Da bi se taj proces odvijao, potrebna je prisutnost goriva, oksidansa i topline.
Bilo koja tvar koja može izgarati pod određenim uvjetima naziva se izgaranjem. Kao i bilo koja materija koja može izgorjeti ili proći brzu oksidaciju.
Vrste izgaranja
Reakcija stvorena komponentama izgaranja; zapaljivi materijal i oksidans otkriveni su u tri vrste reakcija, a to su:
Potpuno izgaranje
To izgaranje reagira kad se gorivi materijal potpuno oksidira i potroši, tada se nusproizvode i drugi oksigenirani spojevi, poput sumpornog dioksida, ugljičnog dioksida ili vodene pare.
Stehiometrijsko izgaranje
To je naziv za potpuna izgaranja koja se javljaju kada se metan pretvori u CO2 i H2O, koriste ispravne količine kisika za njihovu reakciju i koja se uglavnom javljaju samo u kontroliranom okruženju laboratorija, koristeći potrebne instrumente. Na primjer, u slučaju metana u prahu koristi se žlica za izgaranje.
Nepotpuno izgaranje
To su oni kod kojih se poluoksidirani spojevi (koji se nazivaju i neizgaranim) pojavljuju u plinovima izgaranja, poput ugljičnog monoksida (CO), vodika, čestica ugljika itd.
Proces izgaranja
Gorivo mora doseći minimalnu temperaturu da bi sagorjelo, ta je temperatura takozvana točka paljenja ili plamište. Gorivi materijali imaju temperaturu nisku upalu i ulaze lako sagorijevajući.
Ako se ugljen ili sumpor sagorijevaju u jednakim količinama, primijetit će se da je toplinska energija koja se oslobađa ugljenom veća od one koja se oslobađa sumporom. To znači da goriva, kad izgaraju, ne odaju jednake količine topline. Postoje neki koji daju puno toplinske energije, dok drugi manje topline.
Kao rezultat postupka dobivaju se proizvodi izgaranja. Oni ovise o prirodi goriva, ali općenito se proizvode vodena para, ugljični dioksid i ugljik. Činjenica da se prilikom sagorijevanja goriva oslobađaju značajne količine energije daje ovim materijalima posebnu važnost jer se mogu koristiti za našu upotrebu.
Industrije, tvornice i postrojenja za proizvodnju električne energije izgaranjem koriste energiju potrebnu za funkcioniranje. Trenutno su ugljikovodici prvo mjesto među izvorima energije.
Proizvodi izgaranja
Dim
Sastoji se od čvrstih i tekućih čestica suspendiranih u zraku. S veličinama između 0,005 i 0,01 milimikrona. To djeluje iritantno na sluznicu.
Dim je praktički prvi čimbenik rizika u nastanku požara, prije nego što osjetite učinak povećanja temperature. Tada postoje:
- Bijeli dim: izgaranje biljnih proizvoda, krme, hrane za životinje itd.
- Žuti dim: kemikalije koje sadrže sumpor, goriva koja sadrže klorovodičnu i dušičnu kiselinu.
- Sivi dim: celulozni spojevi, umjetna vlakna itd.
- Svjetlo crni dim: guma.
- Tamno crni dim: ulje, akrilna vlakna itd.
Isto tako, dim će se miješati s otrovnim plinovima koji će modificirati njegovu boju:
- Bijeli dim: slobodno gori.
- Plamen: temperatura varira ovisno o čimbenicima kao što su vrsta goriva i koncentracija oksidansa.
- Toplina: Toplina je težak oblik energije, koji će povisiti temperaturu.
Primjeri izgaranja
Voštana svijeća: u početku se kemijska reakcija događa samo u svijećnjaku. Međutim, kad plamen dosegne vosak, reakcija se također događa u vosku.
Spaljivanje drva - Ugljikovodici u drvu kombiniraju se s kisikom stvarajući vodu i ugljični dioksid. Ovo je vrlo energetska reakcija, pa generira velike količine topline i svjetlosti da bi oslobodila tu energiju.
Upaljena šibica: Kada se šibica trlja o blago hrapavu površinu, trenje stvara takvu toplinu u glavi šibice (koja se sastoji od fosfora i sumpora) da proizvodi plamen. Ovo je nepotpuna reakcija jer je ostatak voštanog papira šibica.
Izgaranje ugljena: kada sagorijeva ugljen, on reagira i pretvara se iz krute tvari u plin. U ovoj se reakciji oslobađa energija u obliku topline.
Vatromet: kad zapali vatromet, toplina uzrokuje da kemikalije u njemu reagiraju s kisikom u atmosferi dajući toplinu i svjetlost. Može se reći da je to nepotpuna reakcija.
Logorska vatra: logorska vatra primjeri su vrste reakcije koja se događa između suhog lišća, papira, drva za ogrjev ili bilo kojeg drugog ugljikovodika i opterećenja kalorijskom energijom (poput upaljene šibice ili iskre koja nastaje kamenjem).
Plinska peć - Plinske peći rade na propan i butan. Ova dva plina izgore u kontaktu s početnim nabojem toplinske energije (na primjer fosforom). To je potpuna reakcija, jer ne stvara otpad, ovdje može izazvati spontano izgaranje.
Šumski požari: Šumski požari primjeri su nekontroliranih reakcija. Kao i kod drva za ogrjev, one su nepotpune reakcije jer ostavljaju ostatke.
Jake baze i organske tvari: što se tiče ovih materijala, poput kaustične sode, ona reagira kada dođe u kontakt s organskom tvari.
Šumski požari: Požari su spontani plamenovi koji nastaju u močvarama s visokim sadržajem organskih tvari koje se raspadaju.
Goriva u motorima: motor s unutarnjim izgaranjem koristi se u automobilima koji nose ugljikovodike kako bi mogli funkcionirati unutar komore za izgaranje, a benzin je jedna od glavnih komponenata za unutarnju reakciju.
Izgaranje metanola: Poznat i kao metilni alkohol, primjer je savršene reakcije, jer ne stvara ništa osim vode i ugljičnog dioksida.
Izgaranje metalnog magnezija: Ovo je primjer reakcije u kojoj se ne oslobađa ni voda ni ugljični dioksid. U ovom je slučaju proizvod magnezijev oksid. To je nepotpuno izgaranje jer stvara magnezijev oksid.
Eksplozivi - Eksplozivi, poput baruta i nitroglicerina, stvaraju reakciju izgaranja i javljaju se u milisekundama. Treba napomenuti da postoje slabi i jaki eksplozivi.
Barut - Barut je slab eksploziv. U slučaju slabih eksploziva, moraju se smjestiti u zatvoreni prostor (kao što je prostorija za oružje) kako bi mogli funkcionirati.
Slike izgaranja
Zatim ćemo vam pokazati neke slike izgaranja i različite rezultate dobivene na svakoj od njih:
Često postavljana pitanja o izgaranju
Kako dolazi do izgaranja?
Događa se brzom kemijskom reakcijom oksidacije koja je popraćena malim ispuštanjem energije u obliku topline i svjetlosti. Da bi se taj proces odvijao, potrebna je prisutnost goriva, oksidansa i topline.
Čemu služi izgaranje?
Široko se koristi u uređajima koji pomažu premještanju ljudi s jednog mjesta na drugo (automobili, autobusi, zrakoplovi, čamci itd.). Na isti se način koristi i u domovima za ispunjavanje više funkcija, kao što su plinske peći ili benzinske peći za kuhanje hrane, svijeće koje se ponekad koriste za paljenje itd.
Što je izgaranje uživo?
Oni su oni koji gorivo troše na najnasilniji način i, osim velike brzine topline, generiraju svjetlost. Na primjer zapaljena svijeća, šibica ili vatra.
Što je potrebno za izgaranje?
Da biste proizveli kemijsku reakciju, trebate gorivo, oksidans i dosegnete takozvanu temperaturu paljenja, odnosno trebate element koji gori (gorivo) i drugi koji proizvodi reakciju (oksidans) i općenito kisik u obliku plinovitog O2.
Kakve su reakcije izgaranja?
Kemijska reakcija oslobađa veliku količinu energije u obliku topline (toplinske energije) što posljedično dovodi do širenja plinova (ugljičnog dioksida i vodene pare) stvarajući plamen, koji je užarena plinovita masa koja reflektira toplinu i svjetlost, te je u kontaktu sa zapaljivom tvari.
