Reakcija zgorevanja poteka, ko reagirata gorivo in oksidant ali oksidant, pri čemer se sprosti energija v obliki toplote in včasih svetlobe. Najbolj poznani tovrstni procesi vključujejo zgorevanje organskih materialov, ki vsebujejo ogljik in vodik, ki se združijo s kisikom v zraku in tvorijo ogljikov dioksid in vodo. Tu je gorivo nekaj takega kot les, bencin ali premog, oksidant pa kisik. Možne pa so številne druge vrste reakcij zgorevanja. Reakcije te vrste so bistvene za življenje in se izkoriščajo za pridobivanje energije, zagotavljanje toplote, zagon motornih vozil in na številne druge načine.
Oksidacija
Oksidacija je kemični proces, pri katerem se iz snovi odstranijo elektroni, pri čemer se sprosti energija. Izraz izvira iz dejstva, da najbolj poznani primeri vključujejo snovi, ki se združujejo s kisikom, ki pri tem pridobiva elektrone. Drugi elementi pa lahko delujejo tudi kot oksidanti. Na primer, element fluor je močnejši oksidant kot kisik. Proces se lahko zgodi izjemno hitro, kar lahko povzroči eksplozijo, kjer se vsa energija sprosti skoraj v trenutku, vroč plin pa se močno razširi in ustvari tlačni val in glasen hrup. Druga možnost je, da se to zgodi zmerno hitro, kot v primeru požara, ali veliko počasneje, kot pri rjavenju železa.
Spontano zgorevanje
Običajno je treba dobaviti nekaj energije, da se začne reakcija zgorevanja. To je lahko preprosto vžiganje ali ustvarjanje iskre. Po tem je reakcija samovzdržna, kar pomeni, da energija, ki se sprosti iz same reakcije, jo ohranja.
V nekaterih primerih pa je lahko dovolj energije pri sobni temperaturi ali celo nižji, da se reakcija nadaljuje. Vse je odvisno od oksidanta in goriva: če je oksidant dovolj močan in se gorivo zlahka vžge, se lahko med mešanjem vnamejo, ne da bi bilo treba dovajati toploto. To je znano kot spontani vžig. Z močnimi oksidanti je zato treba ravnati zelo previdno, saj lahko ob stiku z vnetljivimi snovmi povzročijo požar ali eksplozijo.
Produkti zgorevanja
Ker zgorevanje običajno vključuje elemente v gorivu, ki se združujejo s kisikom, so proizvodi običajno oksidi. V organskih snoveh se ogljik in vodik na splošno kombinirata s kisikom, da nastaneta ogljikov dioksid (CO2) in voda (H2O). Druge snovi pa lahko tudi gorijo. Na primer, žveplo in fosfor zlahka gorita in proizvajata okside. Kovine, če so v prahu, bodo prav tako gorele, tvorile okside in pogosto ustvarile briljantno svetleče plamene – magnezij, aluminij in druge kovine se zaradi tega pogosto uporabljajo v ognjemetih.
Pogosto je reakcija zgorevanja, ki vključuje organske materiale, nepopolna. V primeru lesa se na primer nekaj neizgorelega ogljika sprosti kot drobni delci v obliki dima, nekaj pa običajno ostane kot oglje. Kadar ni na voljo dovolj kisika za oksidacijo celotnega ogljika v nekaterih gorivih v ogljikov dioksid (CO2), lahko nastane drug plin, imenovan ogljikov monoksid (CO). Kadar se to zgodi v zaprtem prostoru, kot se lahko zgodi pri okvarjenem kotlu, so lahko posledice usodne, saj je CO strupen in brez vonja.
Dejavniki, ki vplivajo na vnetljivost
Poleg kemičnih dejavnikov, kot sta reaktivnost goriva in oksidanta, obstajajo številni fizikalni dejavniki, ki vplivajo na vnetljivost. Ena od teh je površina goriva, ki pride v stik z oksidantom. V normalnih okoliščinah ni mogoče, da bi kos železa zagorel, vendar se bo ta kovina v obliki izjemno drobnega prahu spontano vžgala na zraku.
Tekoča goriva dejansko ne zgorevajo, čeprav se pogosto zdi, da gorijo. Vžiga se hlapi, ki jih sprošča gorivo, zato je vnetljivost tekočine delno odvisna od količine hlapov, ki jih proizvede. Temperatura, pri kateri je v zraku dovolj hlapov, da se ta vžge, je znana kot plamenišče; to je pomembna informacija za shranjevanje in ravnanje z vnetljivimi tekočinami
Celično dihanje
To je proces, s katerim celice v živih organizmih oksidirajo hranila, kot so ogljikovi hidrati, v ogljikov dioksid in vodo. Ker so končni produkti enaki tistim, ki bi bili proizvedeni, če bi te surovine sežgali, lahko celotno reakcijo obravnavamo kot zgorevanje, a ker poteka v več ločenih korakih, je veliko počasnejša, kot je običajno mišljeno. s tem izrazom. Kljub temu še vedno proizvaja toploto in pomaga vzdrževati telesno temperaturo. V dobro znani demonstraciji se majhna količina sladkorja zmeša z močnim oksidantom in vžge, zaradi česar ta zažge dovolj močno, da stopi steklo, kar kaže, koliko energije je zaklenjenih v molekulah sladkorja. V telesu se ta energija sprošča veliko počasneje, vendar je princip enak.
uporabljate
Zgodnji človek je najprej uporabljal ogenj za ogrevanje, nato pa za kuhanje hrane, praksa, ki je uničevala škodljive mikroorganizme in parazite. Industrijska revolucija je bila odvisna od izgorevanja goriv – sprva lesa, nato pa fosilnih goriv, kot sta premog in nafta – za zagotavljanje toplote, potrebne za taljenje kovin. Danes se zgorevanje uporablja za proizvodnjo električne energije in proizvodnjo široke palete kemikalij in izdelkov, motor z notranjim zgorevanjem pa uporablja tudi hitro izgorevanje fosilnih goriv za zagotavljanje kinetične energije, ki poganja avtomobile in druga vozila.