L'essenza principale di una reazione di combustione è che coinvolge O-ossigeno ed è una reazione esotermica. Le reazioni di combustione rilasciano energia sotto forma di calore e luce.
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.
Punti chiave
- La combustione completa si ha quando un combustibile brucia completamente in presenza di un adeguato apporto di ossigeno, producendo come sottoprodotti anidride carbonica e acqua; la combustione incompleta si verifica quando l'apporto di ossigeno è insufficiente, portando alla formazione di monossido di carbonio, fuliggine o altri sottoprodotti nocivi.
- La combustione completa rilascia più energia della combustione incompleta, rendendola più efficiente.
- La combustione incompleta può avere conseguenze negative, come un aumento dell'inquinamento atmosferico e potenziali rischi per la salute dovuti all'esposizione al monossido di carbonio.
Combustione completa contro combustione incompleta
La combustione completa e la combustione incompleta differiscono per la quantità di ossigeno disponibile. Se la quantità è sufficiente o superiore, si tratta di una reazione di Combustione Completa; se è minore, 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.
Quando la quantità di ossigeno è insufficiente per il processo di combustione, la reazione è nota come reazione di combustione incompleta.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Combustione completa | Combustione incompleta |
|---|---|---|
| Definizione | La reazione di combustione avviene in presenza di una quantità sufficiente o abbondante di ossigeno. Conosciuta anche come combustione completa. | La reazione di combustione avviene in presenza di una quantità insufficiente di ossigeno. |
| Tipo di fiamma | Blue | Giallo |
| Tipo fumo | Non fumare | Fuligginoso |
| Prodotti | Di solito produce CO2 (anidride carbonica) come prodotto primario. | Di solito 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 brucia gli stessi reagenti. |
Che 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.
Di solito, queste reazioni si verificano con gli idrocarburi sul lato reagente come agenti riducenti. Gli idrocarburi e l'ossigeno reagiscono insieme per formare acqua e anidride carbonica.
Questo è il motivo per cui ogni volta che bruciamo cose come legno, carta e altri oggetti simili che contengono idrocarburi, vediamo una fiamma gialla, che è una 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 è l'agente riducente che reagisce con l'ossigeno, l'agente ossidante. Questo ci dà anidride carbonica e idrogeno come prodotti finali. Questa è la quantità minima di ossigeno necessaria al metano.
Combustione completa di metanolo:
2CH3OH(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g)
Come nell'esempio precedente, anche il metanolo è l'agente riducente e l'ossigeno è l'agente ossidante. Il metanolo è un idrocarburo più complesso che richiede più molecole di ossigeno e produce più acqua e anidride carbonica.
La Combustione completa di una sostanza fornisce la massima 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 che si formano da questa combustione non inquinano né danneggiano l'ambiente poiché sono solo anidride carbonica e acqua.
Un esempio comune di combustione pulita è la combustione del GPL nelle nostre case, poiché 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 portare a termine la reazione in modo completo.
Come le reazioni di combustione completa, i reagenti svolgono lo stesso ruolo: l'ossigeno è un agente ossidante e gli idrocarburi sono agenti riducenti.
Questo tipo di reazione è indesiderabile poiché rilascia pochissima energia rispetto alle reazioni complete delle stesse sostanze.
Questa reazione è caratterizzata da una fiamma gialla con fumo fuligginoso. I prodotti principali sono acqua e monossido di carbonio (CO).
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.
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 c'è anidride carbonica sul lato del prodotto, e quindi questo sarà a Reazione di combustione completa.
Un esempio molto comune di combustione incompleta è la combustione di carbone. Questo produce molta fuliggine e fumo e quindi causa molto degrado ambientale.
Principali differenze tra combustione completa e combustione incompleta
- 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.
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.7b02414
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0883292701000610
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