Úplné vs neúplné spalování: Rozdíl a srovnání

Hlavní podstatou spalovací reakce je, že zahrnuje O-kyslík a je to exotermická reakce. Spalovací reakce uvolňují energii ve formě tepla a světla.

Příklad spalovací reakce zahrnující propan a kyslík je uveden níže:

C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)

Spalovací reakce mohou být dvou typů v závislosti na množství dostupného kyslíku.

Key Takeaways

1. K úplnému spalování dochází, když palivo zcela shoří za přítomnosti dostatečného množství kyslíku, přičemž jako vedlejší produkty vzniká oxid uhličitý a voda; k neúplnému spalování dochází, když je přívod kyslíku nedostatečný, což vede k tvorbě oxidu uhelnatého, sazí nebo jiných škodlivých vedlejších produktů.
2. Při úplném spalování se uvolňuje více energie než při neúplném spalování, takže je efektivnější.
3. Nedokonalé spalování může mít negativní důsledky, jako je zvýšené znečištění ovzduší a potenciální zdravotní rizika v důsledku expozice oxidu uhelnatému.

Úplné spalování vs. neúplné spalování

Kompletní spalování a neúplné spalování se liší v množství dostupného kyslíku. Pokud je množství dostatečné nebo větší, jedná se o reakci úplného spalování; pokud je menší, jedná se o reakci neúplného spalování.

Když je během procesu spalování k dispozici dostatečné nebo nadbytečné množství kyslíku, pak je reakce známá jako reakce úplného spalování.

Když je množství kyslíku nedostatečné pro proces spalování, pak je reakce známá jako reakce neúplného spalování.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Kompletní spalování	Neúplné spalování
Definice	Spalovací reakce probíhá za přítomnosti dostatečného nebo hojného množství kyslíku. Také známý jako úplné spalování.	Spalovací reakce probíhá za přítomnosti nedostatečného množství kyslíku.
Plamenný typ	Modrý	Žlutá
Kouřový typ	Žádný kouř	Ukoptěný
Produkty	Obvykle produkuje CO2 (oxid uhličitý) jako primární produkt.	Obvykle produkuje CO (oxid uhelnatý) jako primární produkt.
Výroba energie	Při spalování stejných reaktantů produkuje více energie ve srovnání s neúplným spalováním.	Produkuje méně energie ve srovnání s kompletním spalováním při spalování stejných reaktantů.

Co je úplné spalování?

Úplné spalování je proces spalování, kde množství kyslíku zahrnutého ve vztahu je dostatečné nebo větší, než je požadováno.

Obvykle k těmto reakcím dochází s uhlovodíky na straně reaktantů jako redukční činidla. Uhlovodíky a kyslík spolu reagují za vzniku vody a oxidu uhličitého.

To je důvod, proč, kdykoli spálíme věci, jako je dřevo, papír a podobné další předměty, které obsahují uhlovodíky, vidíme žlutý plamen, což je podepsat spíše neúplného spalování než reakce úplného spalování.

Níže je uvedeno několik příkladů reakcí úplného spalování:

Úplné spalování metanu:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

Metan je redukční činidlo, které reaguje s kyslíkem, oxidační činidlo. To nám dává oxid uhličitý a vodík jako konečné produkty. To je minimální množství kyslíku, které metan potřebuje.

Úplné spalování metanolu:

2CH3OH(g) + 3(g) → 2CO2(g) + 2H4O(g)

Stejně jako výše uvedený příklad, methanol je také redukční činidlo a kyslík je oxidační činidlo. Metanol je složitější uhlovodík, který vyžaduje více molekul kyslíku a produkuje více vody a oxidu uhličitého.

Úplné spálení látky dává nejvíce energie, kterou lze extrahovat. Je to proto, že veškerá látka je úspěšně spálena.

Tento typ spalování se také nazývá „čisté spalování“, protože produkty vzniklé tímto spalováním neznečišťují ani nepoškozují životní prostředí, protože se jedná pouze o oxid uhličitý a vodu.

Běžným příkladem čistého spalování je spalování LPG v našich domácnostech, protože produkuje jasně modrý plamen a žádný kouř.

Co je neúplné spalování?

Reakce neúplného spalování je reakce, kde množství kyslíku přítomného v reakci je nedostatečné než požadované množství kyslíku potřebné k provedení reakce úplným způsobem.

Stejně jako reakce úplného spalování hrají reaktanty stejnou roli: kyslík je oxidační činidlo a uhlovodíky jsou redukční činidla.

Tento typ reakce je většinou nežádoucí, protože uvolňuje velmi málo energie ve srovnání s úplnými reakcemi stejných látek.

Tuto reakci charakterizuje především žlutý plamen se sazovitým kouřem. Primárními produkty této reakce jsou voda a oxid uhelnatý (CO).

Když se domácí spotřebiče spálí nebo vzplanou, podstoupí reakci neúplného spalování. Takto produkovaný toxický oxid uhelnatý je bezbarvý a bez zápachu.

Některé příklady reakcí neúplného spalování jsou:

Nedokonalé spalování propan-LPG

2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + teplo

Někteří lidé by mohli tvrdit, že na straně produktu je oxid uhličitý, a proto toto bude reakce úplného spalování.

Velmi častým příkladem neúplného spalování je spalování uhlí. To produkuje velké množství sazí a kouře, a proto způsobuje mnoho degradace životního prostředí.

Hlavní rozdíly mezi úplným a neúplným spalováním

1. Produkty reakce úplného spalování jsou šetrné k životnímu prostředí a nezpůsobují znečištění, zatímco produkty reakce neúplného spalování jsou hlavními znečišťujícími látkami v dnešním světě.
2. Reakce úplného spalování produkuje více energie než reakce neúplného spalování se stejným produktem.

Reference

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.7b02414
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0883292701000610

Poslední aktualizace: 11. června 2023