Зміст
Горіння - це реакція окислення, яка виробляє тепло, і тому вона завжди є екзотермічною. Усі хімічні реакції спочатку розривають зв’язки, а потім роблять нові для утворення нових матеріалів. Розривання облігацій забирає енергію, а нові облігації вивільняють енергію. Якщо енергія, що виділяється новими зв’язками, більша за енергію, необхідну для розриву вихідних зв’язків, реакція екзотермічна.
Поширені реакції горіння розривають зв’язки молекул вуглеводнів, а отримані водні та вуглекислотні зв’язки завжди виділяють більше енергії, ніж було використано для розриву вихідних вуглеводневих зв’язків. Ось чому спалювальні матеріали, що складаються в основному з вуглеводнів, виробляють енергію і є екзотермічною.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Горіння - це екзотермічна реакція окислення, і такі речовини, як вуглеводні, реагують з киснем, утворюючи продукти горіння, такі як вода та вуглекислий газ. Хімічні зв’язки вуглеводнів розриваються і замінюються зв’язками води та вуглекислого газу. Створення останнього вивільняє більше енергії, ніж потрібно для руйнування першого, тому енергія виробляється в цілому. У багатьох випадках для того, щоб розірвати частину вуглеводневих зв'язків, потрібна невелика кількість енергії, наприклад, тепла, що дозволяє утворити нові зв'язки, виділити енергію та реакцію стати самостійкою.
Окислення
Загалом, окислення - це частина хімічної реакції, в якій атоми або молекули речовини втрачають електрони. Зазвичай він супроводжується процесом, який називається скороченням. Редукція - друга частина хімічної реакції, в якій речовина набирає електрони. В реакції окислення-відновлення або окислювально-відновлювальної реакції електрони обмінюються між двома речовинами.
Окислення спочатку застосовували для хімічних реакцій, при яких кисень поєднувався з іншими матеріалами та окислював їх. При окисленні заліза воно втрачає електрони до кисню, утворюючи іржу або оксид заліза. Два атоми заліза втрачають по три електрони і утворюють іони заліза з позитивним зарядом. Три атоми кисню отримують по два електрони і утворюють іони кисню з негативним зарядом. Позитивно-негативно заряджені іони притягуються один до одного і утворюють іонні зв’язки, створюючи оксид заліза, Fe2О3.
Реакції, що не включають кисень, також називаються окислювальними або окислювально-відновними реакціями, доки існує механізм передачі електронів. Наприклад, коли вуглець і водень поєднуються з утворенням метану, СН4, кожен атом водню втрачає електрон до атома вуглецю, який набирає чотири електрони. Водень окислюється при зниженні вуглецю.
Горіння
Горіння - це особливий випадок хімічної реакції окислення, в якій виробляється достатня кількість тепла, щоб реакція була самостійкою, іншими словами, пожежею. Пожежі загалом потрібно починати, але вони горять самі собою, поки не закінчиться пальне.
У пожежі матеріали, які містять вуглеводні, такі як деревина, пропан або бензин, горять, утворюючи вуглекислий газ і водяну пару. Вуглеводневі зв’язки спочатку повинні бути розірвані для сполучення атомів водню та вуглецю з киснем. Розпалювати вогонь означає забезпечити початкову енергію у вигляді полум'я або іскри, щоб розірвати кілька вуглеводневих зв’язків.
Як тільки початкова вихідна енергія призводить до розриву зв’язків і вільного водню та вуглецю, атоми реагують з киснем у повітрі, утворюючи вуглекислий газ, СО2, і водяна пара, Н2О. Енергія, що виділяється утворенням цих нових зв'язків, нагріває решту вуглеводнів і розриває більше зв’язків. У цей момент вогонь буде горіти. Отримана реакція горіння є високоекзотермічною, з точною кількістю теплоти, що виділяється залежно від палива та скільки енергії потрібно, щоб розірвати її зв’язки.