- การเผาไหม้คืออะไร?
- การเผาไหม้เกิดขึ้นได้อย่างไร?
- ประเภทของการเผาไหม้
- ปฏิกิริยาการเผาไหม้
- ตัวอย่างการเผาไหม้
เราอธิบายว่าการเผาไหม้คืออะไร เกิดขึ้นได้อย่างไร และระยะของปฏิกิริยาคืออะไร นอกจากนี้ การจำแนกประเภทและตัวอย่าง
การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาเคมีที่ปล่อยพลังงานแสงและความร้อนการเผาไหม้คืออะไร?
การเผาไหม้เป็นประเภทของ ปฏิกิริยาเคมีคายความร้อน. สามารถมีส่วนร่วม วัตถุ ใน สถานะก๊าซ หรืออยู่ในสถานะต่างกัน (ก๊าซเหลวหรือก๊าซของแข็ง) สร้าง แสงสว่าง Y ความร้อน ในกรณีส่วนใหญ่ และเกิดขึ้นเร็วมาก
ตามเนื้อผ้า การเผาไหม้เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นกระบวนการของ ออกซิเดชัน ความเร็วขององค์ประกอบเชื้อเพลิงบางชนิด ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจน คาร์บอน และบางครั้งกำมะถัน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องเกิดขึ้นในที่ที่มีออกซิเจน
อันที่จริงการเผาไหม้คือ ปฏิกิริยารีดอกซ์ (รีดักชั่น-ออกซิเดชัน) ที่สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในลักษณะควบคุม เช่น ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน หรือไม่สามารถควบคุมได้ เช่น ในการระเบิด ปฏิกิริยาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนของ อิเล็กตรอน ระหว่าง อะตอม ของสสารในระหว่างการทำปฏิกิริยา
ส่วนใหญ่การเผาไหม้จะทำให้เกิด พลังงานความร้อน Y แสงสว่าง และยังผลิตสารที่เป็นก๊าซและของแข็งอื่นๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และ ไอน้ำหรือของแข็งตกค้างของเชื้อเพลิง (สารที่ใช้ในปฏิกิริยา) และของ ออกซิไดเซอร์ (สารที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา). สารที่สร้างขึ้นขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของรีเอเจนต์ที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้
ด้วยวิธีนี้ แม้ว่าในภาพการเผาไหม้แบบดั้งเดิมจะมีไฟเข้ามาเกี่ยวข้องอยู่เสมอ แต่ก็เป็นไปได้ที่ไฟจะไม่เกิดขึ้น เนื่องจากมันเป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของ พลาสม่า (ก๊าซแตกตัวเป็นไอออน) ผลิตภัณฑ์จากการปลดปล่อยความร้อนออกจาก ปฏิกิริยาเคมี ของการเผาไหม้ซึ่งจะเกิดขึ้นขึ้นอยู่กับสภาวะและสารตั้งต้นของปฏิกิริยาจำเพาะแต่ละอย่าง
การเผาไหม้เกิดขึ้นได้อย่างไร?
การเผาไหม้ส่งผลให้เกิด CO2 ไอน้ำ พลังงาน และสารประกอบอื่นเสมอการเผาไหม้เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ชนิดหนึ่ง กล่าวคือ ปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน ซึ่งหมายความว่าสารตั้งต้นหนึ่งตัวจะถูกออกซิไดซ์ (สูญเสียอิเล็กตรอน) ในขณะที่อีกตัวหนึ่งลดลง (ได้รับอิเล็กตรอน)
ในกรณีของการเผาไหม้ ตัวออกซิไดซ์ (ออกซิเจน) จะรับอิเล็กตรอนจากตัวรีดิวซ์ (เชื้อเพลิง) หรือที่เหมือนกัน ตัวออกซิไดเซอร์ (ออกซิเจน) จะรับอิเล็กตรอนจากเชื้อเพลิง โดยทั่วไปจะได้รับตามสูตรต่อไปนี้:
สารประกอบในการเผาไหม้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละปฏิกิริยาการเผาไหม้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของพวกมัน เช่นเดียวกับระดับของเชื้อเพลิงที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ พลังงาน สร้างขึ้น แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำถูกผลิตขึ้นจากการเผาไหม้ทั้งหมด
ประเภทของการเผาไหม้
การเผาไหม้มีสามประเภท:
- การเผาไหม้ที่สมบูรณ์หรือสมบูรณ์ สิ่งเหล่านี้คือปฏิกิริยาที่วัสดุที่ติดไฟได้ถูกออกซิไดซ์ทั้งหมด (บริโภค) และผลิตสารประกอบออกซิเจนอื่นๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) แล้วแต่กรณี และน้ำ (H2O)
- การเผาไหม้แบบมีปริมาณสัมพันธ์หรือเป็นกลาง นี่คือชื่อที่กำหนดให้กับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ในอุดมคติ ซึ่งใช้ออกซิเจนในปริมาณที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาของพวกมัน และโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นเฉพาะใน สิ่งแวดล้อม ควบคุมจากห้องปฏิบัติการ
- การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ สิ่งเหล่านี้คือปฏิกิริยาที่สารประกอบที่ไม่ถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ (หรือที่เรียกว่าไม่เผาไหม้) ปรากฏในก๊าซที่เผาไหม้ สารประกอบดังกล่าวอาจเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจน อนุภาคคาร์บอน และอื่นๆ
ปฏิกิริยาการเผาไหม้
จริงๆ แล้ว กระบวนการเผาไหม้ประกอบด้วยชุดของปฏิกิริยาเคมีที่รวดเร็วและเกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ละปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นเวทีหรือเฟส สามขั้นตอนพื้นฐานของการเผาไหม้คือ:
- ปฏิกิริยาก่อนหรือระยะแรก ดิ ไฮโดรคาร์บอน ที่มีอยู่ในวัสดุที่ติดไฟได้สลายตัวและเริ่มปฏิกิริยากับออกซิเจนใน อากาศ, ก่อตัวเป็นอนุมูล (สารประกอบที่ไม่เสถียรระดับโมเลกุล) สิ่งนี้เริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ของการปรากฏตัวและการหายตัวไปของ สารประกอบทางเคมี โดยทั่วไปแล้วจะเกิดสารประกอบมากกว่าการสลายตัว
- ออกซิเดชันหรือระยะที่สอง ในขั้นตอนนี้ พลังงานความร้อนส่วนใหญ่ของปฏิกิริยาจะถูกสร้างขึ้น เมื่อออกซิเจนทำปฏิกิริยากับอนุมูลจากระยะที่แล้ว กระบวนการของ การกระจัด ความรุนแรงของ อิเล็กตรอน. ในกรณีของการระเบิด อนุมูลจำนวนมากจะทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรงและรุนแรง
- สิ้นสุดปฏิกิริยาหรือระยะที่สาม เกิดขึ้นเมื่อการเกิดออกซิเดชันของอนุมูลสิ้นสุดลงและ โมเลกุล ความเสถียรที่จะเป็นผลผลิตจากการเผาไหม้
ตัวอย่างการเผาไหม้
ตัวอย่างง่ายๆ ของการเผาไหม้ในชีวิตประจำวัน ได้แก่
- แสงสว่างของไม้ขีดไฟ/ไม้ขีดไฟ เป็นกรณีการเผาไหม้ที่เด่นชัดที่สุด เมื่อหัวฟอสเฟอร์ (ปกคลุมด้วยฟอสฟอรัสและกำมะถัน) ถูกขูดกับพื้นผิวที่หยาบกร้าน จะถูกทำให้ร้อนโดย แรงเสียดทาน และทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้เกิดเปลวไฟสั้นๆ
- แสงสว่างของเตาแก๊ส ครัวในบ้านทำงานโดยการเผาไหม้ก๊าซไฮโดรคาร์บอนโดยทั่วไป ส่วนผสม ของโพรเพน (C3H8) และบิวเทน (C4H10) ซึ่งเครื่องใช้จากท่อหรือภาชนะ เมื่อสัมผัสกับอากาศและมีประจุพลังงานความร้อนเบื้องต้น (เช่น เปลวไฟของนักบิน หรือของฟอสเฟอร์) ก๊าซจะเริ่มทำปฏิกิริยา แต่เพื่อให้เปลวไฟลุกไหม้จะต้องจ่ายเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่อง
- รากฐานที่แข็งแกร่งและ วัสดุอินทรีย์. ส่วนใหญ่ ฐาน เข้มข้น (ไฮดรอกไซด์) เช่น โซดาไฟ โซดาไฟ และอื่นๆ pH พื้นฐานสุดขั้ว พวกมันสร้างปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรุนแรงเมื่อสัมผัสกับ วัสดุอินทรีย์. ซึ่งหมายความว่าเราสามารถเผาไหม้ได้โดยการสัมผัสกับสารเหล่านี้และแม้กระทั่งเริ่มไฟกับพวกมัน เนื่องจากปฏิกิริยาเหล่านี้มักจะคายความร้อนได้มาก
- เครื่องยนต์สันดาปภายใน. อุปกรณ์เหล่านี้มีอยู่ในรถยนต์ เรือ และยานพาหนะอื่นๆ ที่ทำงานด้วย พลังงานจากถ่านหิน เช่น ดีเซล เบนซิน หรือน้ำมันก๊าด เป็นตัวอย่างหนึ่งของการใช้การควบคุมการเผาไหม้ ไฮโดรคาร์บอนในเชื้อเพลิงถูกใช้ไปจนหมดและเกิดการระเบิดเล็กๆ ขึ้น ซึ่งภายในระบบลูกสูบจะเปลี่ยนเป็น ความเคลื่อนไหวยังผลิตก๊าซที่ก่อมลพิษซึ่งถูกปล่อยสู่ บรรยากาศ.