Reazioni di combustione in chimica

Una reazione di combustione è una classe importante di reazioni chimiche, comunemente denominata "combustione". Nel senso più generale, la combustione comporta una reazione tra qualsiasi materiale combustibile e un ossidante per formare un prodotto ossidato. Di solito si verifica quando un idrocarburo reagisce con l'ossigeno per produrre anidride carbonica e acqua. I buoni segni che stai affrontando una reazione di combustione includono la presenza di ossigeno come reagente e anidride carbonica, acqua e calore come prodotti. Le reazioni di combustione inorganica potrebbero non formare tutti quei prodotti ma rimanere riconoscibili dalla reazione dell'ossigeno.

La combustione non significa necessariamente fuoco

La combustione è una reazione esotermica, nel senso che rilascia calore, ma a volte la reazione procede così lentamente che il cambiamento di temperatura non è evidente. La combustione non sempre provoca incendio, ma quando lo fa, una fiamma è un indicatore caratteristico della reazione. Mentre l'energia di attivazione deve essere superata per iniziare la combustione (cioè, usando un fiammifero acceso per accendere un fuoco), il calore di una fiamma può fornire energia sufficiente per rendere la reazione autosufficiente.

Forma generale di una reazione di combustione

idrocarburo + ossigeno → anidride carbonica + acqua

Esempi di reazioni di combustione

È importante ricordare che le reazioni alla combustione sono facili da riconoscere perché i prodotti contengono sempre anidride carbonica e acqua. Ecco alcuni esempi di equazioni bilanciate per le reazioni di combustione. Si noti che mentre l'ossigeno è sempre presente come reagente, negli esempi più complicati, l'ossigeno proviene da un altro reagente.

• Combustione di metano
  CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O (g)
• Combustione di naftalene
  C₁₀H₈ + 12 O₂ → 10 CO₂ + 4 ore₂O
• Combustione di etano
  2 C.₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 ore₂O
• Combustione di butano (comunemente presente negli accendini)
  2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O (g)
• Combustione di metanolo (noto anche come alcool di legno)
  2CH₃OH (g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O (g)
• Combustione di propano (utilizzato in griglie a gas, caminetti e alcuni fornelli)
  2C₃H₈(g) + 7O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O (g)

Completo contro combustione incompleta

La combustione, come tutte le reazioni chimiche, non procede sempre con un'efficienza del 100%. È incline a limitare i reagenti come gli altri processi. Di conseguenza, è probabile che si verifichino due tipi di combustione:

• Combustione completa: Chiamata anche "combustione pulita", la combustione completa è l'ossidazione di un idrocarburo che produce solo anidride carbonica e acqua. Un esempio di combustione pulita sarebbe bruciare una candela di cera: il calore dello stoppino fiammeggiante vaporizza la cera (un idrocarburo), che a sua volta reagisce con l'ossigeno nell'aria per rilasciare anidride carbonica e acqua. Idealmente, tutta la cera brucia quindi non rimane nulla una volta consumata la candela, mentre il vapore acqueo e l'anidride carbonica si dissipano nell'aria.
• Combustione incompleta: Chiamata anche "combustione sporca", la combustione incompleta è l'ossidazione degli idrocarburi che produce monossido di carbonio e / o carbonio (fuliggine) oltre all'anidride carbonica. Un esempio di combustione incompleta sarebbe la combustione del carbone (un combustibile fossile), durante il quale vengono rilasciate quantità di fuliggine e monossido di carbonio. In effetti, molti combustibili fossili, incluso il carbone, bruciano in modo incompleto, rilasciando prodotti di scarto nell'ambiente.