化学における燃焼の定義

燃焼は、燃料と酸化剤の間の化学反応です

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燃焼は 化学反応 これは、燃料と、通常は熱と光の形でエネルギーを生成する酸化剤との間で発生します。燃焼は 発エルゴン また 発熱 化学反応。燃焼とも呼ばれます。燃焼は、人間が意図的に制御した最初の化学反応の 1 つと考えられています。

燃焼が熱を放出する理由は、O中の酸素原子間の二重結合が₂単結合や他の二重結合より弱い。したがって、エネルギーは反応で吸収されますが、より強い結合が形成されて二酸化炭素 (CO) が生成されるときに放出されます。₂) と水 (H₂O)。燃料は反応のエネルギーに影響を与えますが、燃料の化学結合は生成物の結合のエネルギーに匹敵するため、比較的小さいものです。

力学

燃焼は、燃料と酸化剤が反応して酸化生成物を形成するときに発生します。通常、反応を開始するにはエネルギーを供給する必要があります。燃焼が始まると、放出された熱によって燃焼が自立します。

たとえば、薪の火を考えてみましょう。空気中の酸素の存在下で木材は自然発火しません。火のついたマッチや熱への露出などから、エネルギーを供給しなければなりません。反応の活性化エネルギーが利用可能になると、木材のセルロース (炭水化物) が空気中の酸素と反応して、熱、光、煙、灰、二酸化炭素、水、およびその他のガスを生成します。火からの熱により、火が冷たくなりすぎるか、燃料または酸素が使い果たされるまで、反応が進行します。

反応例

の簡単な例 燃焼反応 水蒸気を生成するための水素ガスと酸素ガスの反応です。

2H₂(g) + O₂(ト) → 2H₂O(g)

より身近なタイプの燃焼反応は、二酸化炭素と水を生成するためのメタン (炭化水素) の燃焼です。

CH₄+2O₂→ コ₂+ 2H₂〇

これは、燃焼反応の 1 つの一般的な形式につながります。

炭化水素 + 酸素 → 二酸化炭素と水

酸化剤

酸化反応は、元素酸素ではなく、電子移動の観点から考えることができます。化学者は、として機能することができるいくつかの燃料を認識しています 酸化剤 燃焼用。これらには、純粋な酸素と、塩素、フッ素、亜酸化窒素、硝酸、および三フッ化塩素が含まれます。たとえば、水素ガスは、塩素と反応して塩化水素を生成すると、熱と光を放出して燃焼します。

触媒作用

通常、燃焼は触媒反応ではありませんが、白金またはバナジウムは触媒として機能します。

完全燃焼と不完全燃焼

反応が最小数の生成物を生成するとき、燃焼は「完全」であると言われます。たとえば、メタンが酸素と反応して二酸化炭素と水しか生成しない場合、そのプロセスは完全燃焼です。

不完全燃焼は、燃料が二酸化炭素と水に完全に変換するのに十分な酸素がない場合に発生します。燃料の不完全な酸化も起こり得る。また、ほとんどの燃料の場合と同様に、燃焼前に熱分解が発生した場合にも発生します。熱分解では、有機物は酸素と反応せずに高温で熱分解します。不完全燃焼は、炭、一酸化炭素、アセトアルデヒドなど、多くの追加生成物を生成する可能性があります。