Une réaction de combustion a lieu quand un combustible et un oxydant, ou l'oxydant, réagit en libérant l'énergie sous forme de chaleur, et parfois de la lumière. Les procédés les plus familiers de ce type impliquent la combustion des matières organiques contenant du carbone et de l'hydrogène , qui se combinent avec l'oxygène de l'air pour former du dioxyde de carbone et l'eau. Ici, le carburant est quelque chose comme le bois, l'essence ou le charbon , et l'oxydant est l'oxygène. Beaucoup d'autres types de réaction de combustion sont toutefois possibles. Réactions de ce type sont indispensables à la vie, et sont exploités pour produire de l'énergie, afin de chauffer, faire fonctionner les véhicules motorisés, et de nombreuses autres façons.
Oxydation
L'oxydation est un processus chimique dans laquelle des électrons sont enlevés à partir d'une substance libérant de l'énergie. Le terme vient du fait que les exemples les plus connus concernent les substances combinant avec l'oxygène, qui gagne des électrons dans le processus. D'autres éléments, cependant, peuvent aussi agir comme oxydants. Par exemple, l'élément fluor est un oxydant plus puissant que l'oxygène. Le processus peut se produire très rapidement, ce qui peut entraîner une explosion où toute l'énergie est libérée presque instantanément, et le gaz chaud se dilate violemment créant une onde de pression et un bruit fort. Alternativement, il peut arriver modérément rapide, comme dans le cas d'un incendie, ou beaucoup plus lentement, comme dans la rouille du fer.
Spontaneous Combustion
Habituellement, un peu d'énergie doit être fournie pour démarrer une réaction de combustion. Cela peut être frappant simplement un match ou de générer une étincelle.Après cela, la réaction est autonome, ce qui signifie que l'énergie libérée par la réaction elle-même maintient aller.
Dans certains cas, cependant, il peut y avoir assez d'énergie présente à température ambiante, ou même plus bas, pour la réaction se poursuivre. Tout dépend de l'oxydant et le carburant: si l'agent oxydant est assez puissant et le carburant s'enflamme facilement, ils peuvent s'enflammer lorsqu'ils sont mélangés, sans avoir besoin d'une source de chaleur à fournir. Ceci est connu comme la combustion spontanée. Oxydants forts doivent donc être manipulés avec beaucoup de soin, car ils peuvent provoquer des incendies ou des explosions si elles entrent en contact avec des matériaux inflammables.
Produits de combustion
Depuis combustion implique généralement des éléments de combustible combinant avec l'oxygène, les produits sont généralement des oxydes. Dans les substances organiques, du carbone et de l'hydrogène se combinent généralement avec de l'oxygène pour produire du dioxyde de carbone (CO 2) et d'eau (H 2 O). D'autres substances, cependant, peuvent également brûler. Par exemple, le soufre et le phosphore brûle facilement, produisant des oxydes. Les métaux, sous forme de poudre, seront également graver, former des oxydes, et produisant souvent des flammes brillamment lumineux - magnésium , d'aluminium et d'autres métaux sont souvent utilisés dans des feux d'artifice pour cette raison.
Souvent, une réaction de combustion impliquant des matières organiques est incomplète.Dans le cas du bois, par exemple, une partie du carbone imbrûlé est libérée sous forme de minuscules particules en forme de fumée, et, généralement, une partie est laissée en charbon de bois. Quand il n'y a pas assez d'oxygène disponible pour oxyder tout le carbone contenu dans certains carburants pour le dioxyde de carbone (CO 2), un autre gaz appelé monoxyde de carbone (CO) peut être produit. Lorsque cela se produit dans un espace clos, comme cela pourrait être le cas avec une chaudière défectueuse, les conséquences peuvent être mortelles, comme le CO est toxique et inodore.
Facteurs influant sur inflammabilité
Mis à part les facteurs chimiques tels que la réactivité du combustible et le comburant, il existe un certain nombre de facteurs physiques qui influencent l'inflammabilité. L'une d'entre elles est la surface spécifique de carburant qui entre en contact avec l'oxydant. Il n'est pas possible dans des conditions normales pour faire un morceau de fer brûlure, mais sous la forme d'une poudre très fine, ce métal s'enflamme spontanément dans l'air.
Les combustibles liquides ne sont pas réellement brûler, mais il semble souvent que ce qu'ils font. Il s'agit de la vapeur dégagée par le combustible qui attrape le feu, et ainsi de l'inflammabilité d'un liquide dépend en partie de la quantité de vapeur qu'il produit. La température à laquelle il est assez de vapeur dans l'air pour qu'il soit enflammé est connu comme le point d'éclair; cette information est importante pour le stockage et la manutention des liquides inflammables
Respiration cellulaire
C'est le processus par lequel les cellules des organismes vivants s'oxydent nutriments tels que les glucides en dioxyde de carbone et l'eau. Étant donné que les produits finaux sont les mêmes que ceux que l'on obtiendrait si ces matières premières ont été brûlés, la réaction globale peut être considérée comme la combustion, mais depuis elle a lieu dans un certain nombre d'étapes distinctes, il est beaucoup plus lent que ce que l'on entend normalement par ce terme. Néanmoins, il produit encore de la chaleur, et contribue à maintenir la température du corps. Lors d'une démonstration bien connu, une petite quantité de sucre est mélangé avec un oxydant puissant et enflammé, amenant à brûler assez violemment pour faire fondre le verre, montrant combien d'énergie il est enfermé dans des molécules de sucre. Dans le corps, cette énergie est libérée plus lentement, mais le principe est le même.
Utilise
L'homme primitif d'abord fait usage du feu pour se réchauffer, puis faire cuire la nourriture, une pratique qui a tué des micro-organismes nuisibles et les parasites. La révolution industrielle dépendait de la combustion de combustibles - bois d'abord, puis fossiles combustibles tels que le charbon et le pétrole - pour fournir la chaleur nécessaire pour fondre les métaux. Aujourd'hui, la combustion est utilisée pour produire de l'électricité et la production d'une vaste gamme de produits chimiques et de produits, et le moteur à combustion interne utilise également la combustion rapide des combustibles fossiles pour fournir l'énergie cinétique qui alimente les voitures et autres véhicules.
