燃焼反応の主な本質は、酸素が関与し、発熱反応であることです。 燃焼反応は熱と光の形でエネルギーを放出します。
プロパンと酸素を含む燃焼反応の例は次のとおりです。
C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)
燃焼反応は、利用可能な酸素の量に応じて XNUMX つのタイプに分けられます。
主要な取り組み
- 完全燃焼は、十分な酸素が供給されている状態で燃料が完全に燃焼し、副産物として二酸化炭素と水が生成されるときに発生します。 不完全燃焼は、酸素の供給が不十分な場合に発生し、一酸化炭素、すす、またはその他の有害な副産物の形成につながります。
- 完全燃焼は不完全燃焼よりも多くのエネルギーを放出するため、効率が高くなります。
- 不完全燃焼は、大気汚染の増加や一酸化炭素への曝露による潜在的な健康リスクなど、悪影響をもたらす可能性があります。
完全燃焼と不完全燃焼
完全燃焼と不完全燃焼では、利用できる酸素の量が異なります。 量が十分以上であれば完全燃焼反応です。 それより少ない場合は、不完全燃焼反応です。
燃焼プロセス中に利用可能な酸素が十分または豊富に存在する場合、その反応は完全燃焼反応として知られています。
酸素の量が燃焼のプロセスに不十分な場合、反応は不完全燃焼反応として知られています。
比較表
| 比較のパラメータ | 完全燃焼 | 不完全燃焼 |
|---|---|---|
| 定義 | 燃焼反応は、十分な量または豊富な量の酸素の存在下で起こります。 完全燃焼とも呼ばれます。 | 燃焼反応は酸素が不十分な状態で起こります。 |
| 炎タイプ | 青 | イエロー |
| スモークタイプ | 禁煙 | すすけた |
| 製品 | 通常、COを生成します2 (二酸化炭素) 一次製品として。 | 通常、一次製品として CO (一酸化炭素) を生成します。 |
| エネルギー生産 | 同じ反応物を燃焼させる場合、不完全燃焼と比較してより多くのエネルギーを生成します。 | 同じ反応物を燃焼させる場合、完全燃焼と比較すると、生成されるエネルギーが少なくなります。 |
完全燃焼とは？
完全燃焼とは、関係に関与する酸素の量が十分または必要以上である燃焼プロセスです。
通常、これらの反応は炭化水素が還元剤として反応体側にある状態で起こります。 炭化水素と酸素が反応して水と二酸化炭素が形成されます。
これが、炭化水素を含む木、紙、その他同様の物品を燃やすたびに、黄色の炎が現れる理由です。 符号 完全燃焼反応ではなく、不完全燃焼反応です。
完全燃焼反応のいくつかの例を以下に示します。
メタンの完全燃焼:
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
メタンは酸素と反応する還元剤、酸化剤です。 これにより、最終生成物として二酸化炭素と水素が得られます。 これはメタンが必要とする酸素の最小量です。
メタノールの完全燃焼:
2CH3OH(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g)
上の例と同様に、メタノールも還元剤であり、酸素は酸化剤です。 メタノールはより複雑な炭化水素であり、より多くの酸素分子を必要とし、より多くの水と二酸化炭素を生成します。
物質が完全に燃焼すると、最大限のエネルギーが得られ、それを抽出できます。 これは、すべての物質が正常に燃焼するためです。
このタイプの燃焼は、この燃焼によって形成される生成物が二酸化炭素と水だけであるため、環境を汚染したり害を与えたりしないため、「クリーン燃焼」とも呼ばれます。
クリーンな燃焼の一般的な例は、家庭での LPG の燃焼です。LPG は透明な青い炎を生成し、煙は発生しません。
不完全燃焼とは？
不完全燃焼反応とは、反応中に存在する酸素の量が、反応を完全に実行するために必要な酸素の量よりも不十分である反応です。
完全燃焼反応と同様に、反応物質は同じ役割を果たします。酸素は酸化剤であり、炭化水素は還元剤です。
このタイプの反応は、同じ物質の完全な反応と比較してエネルギーをほとんど放出しないため、ほとんど望ましくありません。
この反応は主に、すす煙を伴った黄色の炎が特徴です。 この反応の主な生成物は水と一酸化炭素 (CO) です。
家電製品が燃えたり、発火したりすると、不完全燃焼反応が起こります。 発生する有毒な一酸化炭素は無色無臭です。
不完全燃焼の反応例は次のとおりです。
プロパン-LPGの不完全燃焼
2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + 熱
製品側に二酸化炭素が含まれていると言う人もいるかもしれません。 なります 完全燃焼反応。
不完全燃焼の非常に一般的な例は、 石炭. これにより、すすと煙が大量に発生し、多くの環境悪化を引き起こします。
完全燃焼と不完全燃焼の主な違い
- 完全燃焼反応の生成物は環境に優しく、汚染を引き起こしませんが、不完全燃焼反応の生成物は今日の世界の主要な汚染物質です。
- 完全燃焼反応は、同じ生成物での不完全燃焼反応よりも多くのエネルギーを生成します。
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.7b02414
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0883292701000610
最終更新日 : 11 年 2023 月 XNUMX 日
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