Mēs izskaidrojam, kas ir degšana, kā tā notiek un kādi ir reakcijas posmi. Arī klasifikācija un piemēri.
Degšana ir ķīmiska reakcija, kas atbrīvo gaismas un siltuma enerģiju.Kas ir degšana?
Degšana ir veids eksotermiska ķīmiska reakcija. Var iesaistīt jautājums iekšā gāzveida stāvoklis vai neviendabīgā stāvoklī (šķidrā gāze vai cietā gāze). Ģenerēt gaisma Y karstums vairumā gadījumu, un tas notiek ievērojami ātri.
Tradicionāli degšana tiek saprasta kā process oksidēšanās noteiktu degvielas elementu ātrums, tas ir, galvenokārt sastāv no ūdeņraža, oglekļa un dažreiz arī sēra. Turklāt tas obligāti notiek skābekļa klātbūtnē.
Patiesībā degšana ir redoksreakcijas (reducēšana-oksidācija), kas var notikt gan kontrolētā veidā, piemēram, iekšdedzes dzinējos, gan nekontrolēti, piemēram, sprādzienos. Šīs reakcijas ietver apmaiņu elektroni starp atomi vielu reakcijas laikā.
Lielāko daļu laika rodas sadegšana siltumenerģija Y gaisma un tie rada arī citas gāzveida un cietas vielas, piemēram, oglekļa dioksīdu (CO2) un ūdens tvaiks, vai degvielas (reakcijā patērētās vielas) cietie atlikumi un oksidētājs (viela, kas veicina reakciju). Radītās vielas ir atkarīgas no sadegšanā iesaistīto reaģentu ķīmiskajām īpašībām.
Tādā veidā, lai gan tradicionālajā degšanas attēlā vienmēr ir iesaistīta uguns, iespējams, ka uguns nerodas, jo tas ir nekas vairāk kā plazma (jonizēta gāze) produkts, kas rodas, izdalot siltumu no ķīmiskā reakcija sadegšanas, kura veidošanās ir atkarīga no katras konkrētās reakcijas apstākļiem un reaģentiem.
Kā notiek sadegšana?
Degšanas rezultātā vienmēr rodas CO2, ūdens tvaiki, enerģija un cits savienojums.Degšana ir redoksreakcijas veids, tas ir, reducēšanas-oksidācijas reakcija. Tas nozīmē, ka tajos viens reaģents tiek oksidēts (zaudē elektronus), bet otrs tiek reducēts (iegūst elektronus).
Degšanas gadījumā oksidētājs (skābeklis) iegūst elektronus no reducētāja (degvielas), vai kas tas pats, oksidētājs (skābeklis), iegūst elektronus no degvielas. Parasti to nosaka pēc šādas formulas:
Degšanas savienojumi var atšķirties katrā degšanas reakcijā atkarībā no to rakstura, tāpat kā degvielas līmenis var atšķirties. Enerģija ģenerēts. Bet oglekļa dioksīds un ūdens kaut kādā veidā rodas visās sadegšanas procesā.
Degšanas veidi
Ir trīs degšanas veidi:
- Pilnīga vai perfekta sadegšana. Tās ir reakcijas, kurās degošais materiāls tiek pilnībā oksidēts (patērēts) un rodas citi ar skābekli bagātināti savienojumi, piemēram, oglekļa dioksīds (CO2) vai sēra dioksīds (SO2) un ūdens (H2O).
- Stehiometriskā vai neitrāla degšana. Tas ir nosaukums, kas dots ideālajai pilnīgai sadegšanai, kuras reakcijai tiek izmantots tikai pareizais skābekļa daudzums un kas parasti notiek tikai vide kontrolēts no laboratorijas.
- Nepilnīga sadegšana. Tās ir reakcijas, kurās sadegšanas gāzēs parādās savienojumi, kas nav pilnībā oksidēti (saukti arī par nesadegušiem). Šādi savienojumi var būt oglekļa monoksīds (CO), ūdeņradis, oglekļa daļiņas utt.
Degšanas reakcija
Degšanas procesi faktiski ietver ātru un vienlaicīgu ķīmisku reakciju kopumu. Katru no šīm reakcijām var saukt par stadiju vai fāzi. Trīs galvenie degšanas posmi ir:
- Pirmsreakcija jeb pirmais posms. The ogļūdeņraži degošajā materiālā esošie sadalās un sāk reaģēt ar skābekli gaiss, veidojot radikāļus (molekulāri nestabilus savienojumus). Tas sāk parādīšanās un pazušanas ķēdes reakciju ķīmiskie savienojumi kur kopumā veidojas vairāk savienojumu nekā sadalās.
- Oksidācija vai otrais posms. Šajā posmā tiek ģenerēta lielākā daļa reakcijas siltumenerģijas. Skābeklim reaģējot ar iepriekšējā posma radikāļiem, notiek process pārvietošanās vardarbīgs no elektroni. Sprādzienu gadījumā liels skaits radikāļu izraisa masīvu un vardarbīgu reakciju.
- Reakcijas beigas vai trešais posms. Tas notiek, kad ir pabeigta radikāļu oksidēšana un molekulas stabils, kas būs sadegšanas produkti.
Degšanas piemēri
Daži vienkārši sadegšanas piemēri ikdienas dzīvē ir:
- Sērkociņa / sērkociņa apgaismojums. Tas ir simboliskākais degšanas gadījums. Kad fosfora galviņa (pārklāta ar fosforu un sēru) tiek skrāpēta pret raupju virsmu, tā tiek uzkarsēta ar berze un izraisa ātru sadegšanu, kas savukārt rada īsu liesmu.
- Gāzes plīts apgaismojums. Sadzīves virtuves parasti darbojas, sadedzinot ogļūdeņraža gāzi maisījums propāna (C3H8) un butāna (C4H10), ko ierīce iegūst no caurules vai tvertnes. Novietota saskarē ar gaisu un nodrošināta ar sākotnējo siltumenerģijas lādiņu (piemēram, pilota liesmu vai fosfora liesmu), gāze sāk savu reakciju; bet, lai liesma degtu, degviela jāpavada nepārtraukti.
- Spēcīgi pamati un organisks materiāls. Lielākā daļa no bāzes spēcīgi (hidroksīdi), piemēram, kaustiskā soda, kaustiskais potašs un citi pH ekstrēmi pamata, tie rada vardarbīgas oksidācijas reakcijas, nonākot saskarē ar organisks materiāls. Tas nozīmē, ka saskarsmē ar šīm vielām mēs varam apdegties un pat ar tām izcelties ugunsgrēki, jo šīs reakcijas parasti ir ļoti eksotermiskas.
- Iekšdedzes dzinēji. Šīs ierīces atrodas automašīnās, laivās un citos transportlīdzekļos, kas darbojas ar fosilais kurināmais piemēram, dīzeļdegviela, benzīns vai petroleja. Tie ir kontrolētas sadegšanas izmantošanas piemērs. Tajos tiek patērēti degvielā esošie ogļūdeņraži un rodas nelieli sprādzieni, kas virzuļu sistēmā tiek pārveidoti par kustība, kas rada arī piesārņojošas gāzes, kas tiek izlaistas atmosfēra.