Er forbrændingsreaktioner eksoterme?

Forbrænding er en oxidationsreaktion, der producerer varme, og det er derfor altid eksoterm. Alle kemiske reaktioner bryder først sammen og danner derefter nye til at danne nye materialer. Breaking bonds tager energi, mens nye obligationer frigiver energi. Hvis energien frigivet af de nye bindinger er større end den energi, der kræves for at bryde de oprindelige bindinger, er reaktionen eksoterm.

Almindelige forbrændingsreaktioner bryder bindingen af ​​carbonhydridmolekyler, og de resulterende vand- og carbondioxidbindinger er altid frigør mere energi end det, der blev brugt til at bryde de oprindelige carbonhydridbindinger. Derfor brænder brændstoffer, der hovedsageligt består af carbonhydrider, energi og er eksoterm.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Forbrænding er en eksoterm oxidationsreaktion med materialer som f.eks. kulbrinter der reagerer med oxygen for at danne forbrændingsprodukter som vand og kuldioxid. De kemiske bindinger af kulbrinterne brydes og erstattes af bindinger af vand og kuldioxid. Oprettelsen af ​​sidstnævnte frigiver mere energi end det, der kræves for at bryde den tidligere, så der produceres energi generelt. I mange tilfælde kræves en lille mængde energi som varme for at bryde nogle af carbonhydridbindene, så nogle nye bindinger kan danne sig, energi frigives, og reaktionen bliver selvbærende.

Oxidation

Generelt er oxidation den del af en kemisk reaktion, hvor et stofs atomer eller molekyler mister elektroner. Det leds normalt af en proces kaldet reduktion. Reduktion er den anden del af den kemiske reaktion, hvor et stof får elektroner. I en oxidationsreduktion eller redox reaktion udveksles elektroner mellem to stoffer.

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

Reaktioner, der ikke involverer ilt, kaldes også oxidation eller redox reaktioner så længe som mekanismen for elektronoverførsel er til stede. For eksempel, når carbon og hydrogen kombineres til at danne methan, CH _{4, mister hydrogenatomer hver en elektron til carbonatomet, som får fire elektroner. Brint er oxideret, mens kulstof er reduceret.}

Forbrænding

Forbrænding er et specielt tilfælde af en oxidationskemisk reaktion, hvor der produceres tilstrækkelig varme til at gøre reaktionen selvbærende, med andre ord som en ild. Brande i almindelighed skal startes, men de brænder for sig selv, indtil de løber tør for brændstof.

I en brand brænder materialer, der indeholder carbonhydrider, såsom træ, propan eller benzin, for at producere kuldioxid og vand damp. Hydrocarbonbindingerne skal først brydes for at hydrogen og carbonatomer kan kombineres med oxygen. At starte en brand betyder at give den oprindelige energi i form af en flamme eller en gnist at bryde et par af carbonhydridbindingerne.

Når først den indledende startenergi resulterer i brudte bindinger og fri hydrogen og kulstof, atomerne reagerer med ilt i luften til dannelse af carbondioxid, CO _{2 og vanddamp, H 2O. Energien frigivet ved dannelsen af ​​disse nye bindinger opvarmer de resterende carbonhydrider og bryder flere bindinger. På dette tidspunkt vil ilden forblive brændende. Den resulterende forbrændingsreaktion er yderst eksoterm, med den nøjagtige mængde varme givet af afhængigt af brændstoffet og hvor meget energi det tager at bryde sine bindinger.}