L'essenza principale di una reazione di combustione è che coinvolge O-ossigeno e che è una reazione esotermica. Le reazioni di combustione rilasciano energia sotto forma di calore e luce. Si prega di notare che è necessario per una reazione di combustione per l'ossigeno (O2). Tuttavia, la quantità di ossigeno presente nella reazione può variare a seconda degli altri reagenti e di altri fattori ambientali.
Un esempio di una reazione di combustione che coinvolge propano e ossigeno è il seguente:
C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)
Le reazioni di combustione possono essere di due tipi a seconda della quantità di ossigeno disponibile per la reazione.
Combustione Completa vs Combustione Incompleta
La differenza tra Combustione Completa e Combustione Incompleta è la quantità di ossigeno disponibile per essa. Se la quantità è sufficiente o superiore, è una reazione di Combustione Completa e se è inferiore, è una reazione di Combustione Incompleta.
Quando durante il processo di combustione è disponibile una quantità sufficiente o abbondante di ossigeno, la reazione è nota come reazione di combustione completa. Di solito, questa reazione si verifica con una fiamma blu senza fumo.
Quando la quantità di ossigeno è insufficiente per il processo di combustione, la reazione è nota come reazione di combustione incompleta. Questa reazione è solitamente accompagnata da una fiamma fuligginosa gialla.
Tabella di confronto tra combustione completa e combustione incompleta
| Parametri di confronto | Combustione Completa | Combustione incompleta |
| Definizione | La reazione di combustione che avviene in presenza di una quantità sufficiente o abbondante di ossigeno. Conosciuto anche come Combustione Completa. | La reazione di combustione che avviene in presenza di una quantità insufficiente di ossigeno. |
| Tipo di fiamma | Blu | Giallo |
| tipo fumo | Non fumare | Fuligginoso |
| Prodotti | Solitamente produce CO2 (anidride carbonica) come prodotto primario. | Solitamente produce CO (monossido di carbonio) come prodotto primario. |
| Produzione di energia | Produce più energia rispetto alla combustione incompleta quando si bruciano gli stessi reagenti. | Produce meno energia rispetto alla combustione completa quando si bruciano gli stessi reagenti. |
Cos'è la combustione completa?
La combustione completa è il processo di combustione in cui la quantità di ossigeno coinvolta nella relazione è sufficiente o superiore a quella richiesta. l'ossigeno svolge il ruolo di un agente ossidante in questo caso.
Solitamente, queste reazioni avvengono con gli idrocarburi che sono dalla parte dei reagenti come agenti riducenti. Gli idrocarburi e l'ossigeno reagiscono insieme per formare acqua e anidride carbonica. Gli altri prodotti che otteniamo da questa reazione sono energia sotto forma di calore e luce.
Poiché l'atmosfera ha solo il 21% di ossigeno, è un po' difficile ottenere facilmente la combustione completa. Questo è il motivo, ogni volta che bruciamo cose come legno, carta e altri oggetti simili che contengono idrocarburi, vediamo una fiamma gialla, che è un segno di combustione incompleta, piuttosto che una reazione di combustione completa.
Di seguito sono riportati alcuni esempi di reazioni di combustione completa:
Combustione Completa del Metano:
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
Il metano qui è l'agente riducente che reagisce con l'ossigeno, che è l'agente ossidante. Questo ci dà anidride carbonica e idrogeno come prodotti finali. Si osserva che il metano impiega 2 molecole di ossigeno. Questa è la quantità minima di ossigeno necessaria al metano.
Combustione completa di metanolo:
2CH3OH(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g)
Simile all'esempio precedente, anche qui il metanolo è l'agente riducente e l'ossigeno agisce come agente ossidante. Il metanolo è un idrocarburo più complesso e quindi richiede più molecole di ossigeno e produce più acqua e anidride carbonica.
La combustione completa di una sostanza fornisce la massima quantità di energia possibile che può essere estratta. Questo perché tutta la sostanza viene bruciata con successo.
Questo tipo di combustione è anche chiamato "combustione pulita" in quanto i prodotti formati da questa combustione non inquinano né danneggiano in alcun modo l'ambiente, poiché si tratta solo di anidride carbonica e acqua.
Un esempio molto comune che vediamo di combustione pulita è la combustione del GPL nelle nostre case, poiché di solito produce una fiamma blu chiara e senza fumo.
Cos'è la combustione incompleta?
Una reazione di combustione incompleta è una reazione in cui la quantità di ossigeno presente nella reazione è insufficiente rispetto alla quantità di ossigeno necessaria per eseguire la reazione in modo completo.
Come le reazioni di combustione completa, i reagenti svolgono lo stesso ruolo, dove l'ossigeno è un agente ossidante e gli idrocarburi sono agenti riducenti.
Questo tipo di reazione è per lo più indesiderabile in quanto rilascia pochissima energia rispetto alle reazioni complete delle stesse sostanze. Questo perché l'intera sostanza non subisce una reazione di combustione.
Questa reazione è caratterizzata principalmente da una fiamma gialla con fumo fuligginoso. I prodotti primari di questa reazione sono acqua e monossido di carbonio (CO). Questo è un fattore molto negativo per il nostro ambiente perché il monossido di carbonio provoca un aumento del riscaldamento globale e le particelle di monossido di carbonio nell'aria causano vari tipi di malattie respiratorie.
Quando gli elettrodomestici si bruciano o prendono fuoco, subiscono una reazione di combustione incompleta. Il monossido di carbonio tossico così prodotto è incolore e inodore. Il che è pericoloso in quanto potrebbe causare molti danni anche prima che si realizzi.
Alcuni esempi di reazione di combustione incompleta sono:
Combustione incompleta di propano-GPL
2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + Calore
Alcune persone potrebbero affermare che è presente anidride carbonica sul lato del prodotto, e quindi questa sarà una reazione di combustione completa. Tuttavia, va notato che affinché questa reazione sia una reazione di combustione completa, non dovrebbe esserci una singola molecola di monossido di carbonio.
Un esempio molto comune di combustione incompleta è la combustione del carbone. Questo produce molta fuliggine e fumo e quindi causa molto degrado ambientale. Per questo motivo si sta tentando di utilizzare il carbone in misura limitata per ridurre i livelli di inquinamento.
Principali differenze tra combustione completa e combustione incompleta
- La principale differenza tra le reazioni di combustione completa e di combustione incompleta è la quantità di ossigeno. Se la quantità è sufficiente o superiore, sarà una reazione completa, e se è inferiore a quella sufficiente, sarà una reazione incompleta.
- Le reazioni di combustione completa sono generalmente caratterizzate da una fiamma blu e senza fumo. Le reazioni di combustione incomplete sono caratterizzate da una fiamma gialla fuligginosa e affumicata.
- I prodotti della reazione completa includono principalmente anidride carbonica (CO2) e acqua (H2O). Le reazioni incomplete producono monossido di carbonio (CO) e acqua (H2O).
- I prodotti di una reazione di combustione completa sono rispettosi dell'ambiente e non causano inquinamento, mentre i prodotti di una reazione di combustione incompleta sono i principali inquinanti nel mondo di oggi.
- Una reazione di combustione completa produce più energia di una reazione di combustione incompleta con lo stesso prodotto. Questo perché una reazione di combustione completa utilizza l'intero prodotto, mentre la combustione incompleta ne utilizza solo una parte.
Conclusione
Le reazioni di combustione sono una parte essenziale della nostra vita quotidiana e hanno un ruolo fondamentale in natura. Entrambi i tipi di reazioni di combustione discussi sopra sono importanti per noi, anche se una reazione di combustione completa potrebbe sembrare più preferibile rispetto alle reazioni di combustione incompleta, poiché ci forniscono la massima quantità di energia possibile senza alcun inquinamento ambientale.
La capacità di una reazione di combustione completa di non produrre alcun prodotto tossico per l'ambiente, ma di fornire enormi quantità di energia, ha trovato la sua strada nell'industria automobilistica. La reazione di combustione tra idrogeno e acqua per produrre acqua è il principio principale alla base delle auto a idrogeno. L'utilizzo ottimale dei combustibili e una corretta combustione possono contribuire a salvare il nostro ambiente.
