Quá trình đốt cháy hoàn toàn và không hoàn toàn: Sự khác biệt và so sánh

Bản chất chính của phản ứng đốt cháy là nó liên quan đến O-oxy và là một phản ứng tỏa nhiệt. Phản ứng đốt cháy giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng.

Một ví dụ về phản ứng đốt cháy liên quan đến Propane và oxy như sau:

C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)

Phản ứng đốt cháy có thể có hai loại tùy thuộc vào lượng oxy có sẵn.

Các nội dung chính

1. Quá trình đốt cháy hoàn toàn xảy ra khi nhiên liệu cháy hoàn toàn với sự cung cấp đầy đủ oxy, tạo ra carbon dioxide và nước dưới dạng các sản phẩm phụ; quá trình đốt cháy không hoàn toàn xảy ra khi nguồn cung cấp oxy không đủ, dẫn đến sự hình thành carbon monoxide, bồ hóng hoặc các sản phẩm phụ có hại khác.
2. Đốt cháy hoàn toàn giải phóng nhiều năng lượng hơn so với đốt cháy không hoàn toàn, làm cho nó hiệu quả hơn.
3. Quá trình đốt cháy không hoàn toàn có thể gây ra những hậu quả tiêu cực, chẳng hạn như gia tăng ô nhiễm không khí và các rủi ro sức khỏe tiềm ẩn do tiếp xúc với khí carbon monoxide.

Đốt cháy hoàn toàn so với đốt cháy không hoàn toàn

Đốt cháy hoàn toàn và đốt cháy không hoàn toàn khác nhau về lượng oxy có sẵn. Nếu lượng vừa đủ hoặc nhiều hơn thì đó là phản ứng Đốt cháy hoàn toàn; nếu ít hơn, đó là phản ứng Đốt cháy không hoàn toàn.

Khi có đủ hoặc dồi dào lượng oxy có sẵn trong quá trình đốt cháy, thì phản ứng được gọi là phản ứng Đốt cháy hoàn toàn.

Khi lượng oxi không đủ cho quá trình cháy thì phản ứng đó gọi là phản ứng cháy không hoàn toàn.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	đốt cháy hoàn toàn	Đốt cháy không hoàn toàn
Định nghĩa	Phản ứng đốt cháy xảy ra với sự có mặt của một lượng oxy đủ hoặc dồi dào. Còn được gọi là Đốt cháy hoàn toàn.	Phản ứng đốt cháy diễn ra với sự có mặt của lượng oxy không đủ.
loại ngọn lửa	Màu xanh da trời	Màu vàng
loại khói	Không hút thuốc	bồ hóng
SẢN PHẨM	Thường sinh ra CO2 (Carbon Dioxide) như một sản phẩm chính.	Thường tạo ra CO (Carbon Monoxide) như một sản phẩm chính.
Sản xuất năng lượng	Tạo ra nhiều năng lượng hơn so với Đốt cháy không hoàn toàn khi đốt cháy cùng một chất phản ứng.	Tạo ra ít năng lượng hơn khi so sánh với Đốt cháy hoàn toàn khi đốt cháy các chất phản ứng tương tự.

Đốt cháy hoàn toàn là gì?

Đốt cháy hoàn toàn là quá trình cháy mà lượng oxi tham gia quan hệ vừa đủ hoặc nhiều hơn yêu cầu.

Thông thường, những phản ứng này xảy ra với hydrocacbon ở phía chất phản ứng là chất khử. Hydrocacbon và oxy phản ứng với nhau để tạo thành nước và carbon dioxide.

Đây là lý do bất cứ khi nào chúng ta đốt những thứ như gỗ, giấy và các vật tương tự khác có chứa hydrocacbon trong đó, chúng ta thấy ngọn lửa màu vàng, đó là một đăng ký của quá trình đốt cháy không hoàn toàn chứ không phải là phản ứng đốt cháy hoàn toàn.

Một vài ví dụ về các phản ứng đốt cháy hoàn toàn được đưa ra dưới đây:

Đốt cháy hoàn toàn khí mêtan:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

Metan là chất khử tác dụng với oxi là chất oxi hóa. Điều này mang lại cho chúng ta carbon dioxide và Hydrogen là sản phẩm cuối cùng. Đó là lượng oxy tối thiểu cần thiết của mêtan.

Đốt cháy hoàn toàn metanol:

2CH3OH(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g)

Giống như ví dụ trên, metanol cũng là chất khử và oxy là chất oxy hóa. Methanol là một hydrocarbon phức tạp hơn, cần nhiều phân tử oxy hơn và tạo ra nhiều nước và carbon dioxide hơn.

Sự đốt cháy hoàn toàn một chất mang lại nhiều năng lượng nhất có thể, có thể được chiết xuất. Điều này là do tất cả các chất được đốt cháy thành công.

Kiểu đốt cháy này còn được gọi là 'đốt cháy sạch' vì các sản phẩm được tạo thành từ quá trình đốt cháy này không gây ô nhiễm hoặc gây hại cho môi trường vì nó chỉ là carbon dioxide và nước.

Một ví dụ phổ biến về quá trình đốt sạch là đốt LPG trong nhà của chúng ta vì nó tạo ra ngọn lửa trong xanh và không có khói.

Quá trình đốt cháy không hoàn toàn là gì?

Phản ứng đốt cháy không hoàn toàn là phản ứng trong đó lượng oxi có trong phản ứng không đủ so với lượng oxi cần thiết để thực hiện phản ứng một cách hoàn toàn.

Giống như các phản ứng đốt cháy hoàn toàn, các chất phản ứng đóng vai trò giống nhau: oxy là chất oxy hóa và các hydrocacbon là chất khử.

Loại phản ứng này hầu như không mong muốn vì nó giải phóng rất ít năng lượng so với các phản ứng hoàn toàn của cùng một chất.

Ngọn lửa màu vàng với khói bồ hóng chủ yếu đặc trưng cho phản ứng này. Các sản phẩm chính của phản ứng này là nước và carbon monoxide (CO).

Khi các thiết bị gia dụng bị cháy hoặc bắt lửa, chúng sẽ trải qua phản ứng Đốt cháy không hoàn toàn. Do đó, carbon monoxide độc ​​hại được tạo ra là không màu và không mùi.

Một số ví dụ phản ứng của quá trình đốt cháy không hoàn toàn là:

Đốt cháy không hoàn toàn Propane-LPG

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

Một số người có thể nói rằng có carbon dioxide ở phía sản phẩm, và do đó điều này sẽ được một phản ứng đốt cháy hoàn toàn.

Một ví dụ rất phổ biến về sự cháy không hoàn toàn là sự cháy của than. Điều này tạo ra rất nhiều bồ hóng và khói và do đó gây ra nhiều suy thoái môi trường.

Sự khác biệt chính giữa đốt cháy hoàn toàn và đốt cháy không hoàn toàn

1. Các sản phẩm của phản ứng đốt cháy hoàn toàn thân thiện với môi trường và không gây ô nhiễm, trong khi các sản phẩm của phản ứng Đốt cháy không hoàn toàn là chất gây ô nhiễm chính trong thế giới ngày nay.
2. Phản ứng đốt cháy hoàn toàn tạo ra nhiều năng lượng hơn so với phản ứng đốt cháy không hoàn toàn với cùng một sản phẩm.

dự án

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