Er forbrændingsreaktioner eksoterme?

Forbrænding er en oxidationsreaktion, der producerer varme, og den er derfor altid eksoterm. Alle kemiske reaktioner bryder først bindinger og danner derefter nye til dannelse af nye materialer. At bryde obligationer tager energi, mens nye obligationer frigiver energi. Hvis energien frigivet ved de nye bindinger er større end den energi, der er nødvendig for at bryde de oprindelige bindinger, er reaktionen eksotermisk.

Almindelige forbrændingsreaktioner bryder bindingerne af carbonhydridmolekyler, og de resulterende vand- og kuldioxidbindinger altid frigiver mere energi, end der blev brugt til at bryde de originale carbonhydridbindinger. Derfor brænder materialer, der hovedsageligt består af kulbrinter, energi og er eksoterme.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Forbrænding er en eksoterm oxidationsreaktion, med materialer som f.eks. kulbrinter, der reagerer med ilt til dannelse af forbrændingsprodukter, såsom vand og kuldioxid. De kemiske bindinger af kulbrinterne brydes og erstattes af bindingerne af vand og kuldioxid. Oprettelse af sidstnævnte frigiver mere energi, end der kræves for at bryde førstnævnte, så der produceres energi samlet. I mange tilfælde kræves der en lille mængde energi, såsom varme for at bryde nogle af carbonhydridbindingerne, så der kan dannes nogle nye bindinger, energi der frigives og reaktionen til at blive selvbærende.
Oxidation

Generelt er oxidation den del af en kemisk reaktion, hvor atomernes eller molekylerne i et stof mister elektroner. Det ledsages normalt af en proces, der kaldes reduktion. Reduktion er den anden del af den kemiske reaktion, hvori et stof får elektroner. I en oxidationsreduktions- eller redoxreaktion udveksles elektroner mellem to stoffer.

Oxidation blev oprindeligt brugt til kemiske reaktioner, hvor ilt kombineret med andre materialer og oxiderede dem. Når jern oxideres, mister det elektroner til ilt for at danne rust eller jernoxid. To jernatomer mister tre elektroner hver og danner jernioner med en positiv ladning. Tre oxygenatomer får hver to elektroner og danner iltioner med en negativ ladning. De positivt og negativt ladede ioner tiltrækkes af hinanden og danner ioniske bindinger, hvilket skaber jernoxid, Fe _{2O 3.}

Reaktioner, der ikke involverer ilt, kaldes også oxidation eller redoxreaktioner, så længe mekanismen for elektronoverførsel er til stede. For eksempel, når kulstof og brint kombineres til dannelse af methan, CH <4>, mister hydrogenatomer hver en elektron til carbonatomet, som får fire elektroner. Brint oxideres, mens kulstof reduceres.
Forbrænding

Forbrænding er et specielt tilfælde af en kemisk oxidationsreaktion, hvor der produceres nok varme til at gøre reaktionen selvbærende, med andre ord som en brand. Brande generelt skal startes, men de brænder af sig selv, indtil de løber tør for brændstof.

I en brand brændes materialer, der indeholder kulbrinter, såsom træ, propan eller benzin for at producere kuldioxid og vand damp. Carbonhydridbindingerne skal først brydes, for at brint og carbonatomer kan kombineres med ilt. At starte en brand betyder at tilvejebringe den oprindelige energi, i form af en flamme eller en gnist, for at bryde et par af carbonhydridbindingerne.

Når den første startenergi resulterer i ødelagte bindinger og frit brint og kulstof, atomerne reagerer med ilt i luften og danner kuldioxid, CO <2> og vanddamp, H <2>. Energien frigivet ved dannelsen af disse nye bindinger opvarmer de resterende kulbrinter og bryder flere bindinger. På dette tidspunkt vil branden fortsætte med at brænde. Den resulterende forbrændingsreaktion er meget eksoterm, med den nøjagtige mængde varme, der afgives afhængigt af brændstof og hvor meget energi det tager at bryde dens bindinger.