Razlika med popolnim zgorevanjem in nepopolnim zgorevanjem

Razlika med popolnim zgorevanjem in nepopolnim zgorevanjem

Kaj je popolno zgorevanje?

  • Reakcije zgorevanja so reakcije, ki vključujejo plin kisika in so eksotermne. Eksotermne reakcije so kemične reakcije, pri katerih se energija sprošča v obliki svetlobe ali toplote. Izgorevanje se najpogosteje nanaša na izgorevanje ogljikovodikov v prisotnosti kisikovega plina.
  • Izgorevanje je kemična reakcija, ki vključuje reagent in oksidant, ki je običajno kisik, pri čemer nastajajo proizvodi, vključno s toploto in energijo.
  • Reakcije zgorevanja so redoks (redukcijsko - oksidacijske) reakcije, pri katerih reducent in oksidant reagirata, da proizvedeta toploto, energijo in pogosto plamen. Redutant se imenuje gorivo, oksidant pa kot plin.
  • Pri popolnem zgorevanju je dovolj oksidanta, da lahko pride do reakcije.
  • Popolno zgorevanje ogljikovodika s kisikom kot oksidantom bo proizvedlo ogljikov dioksid in vodo. 2C8H18 + 25O2  18CO2 + 16H20
  • Drug primer popolnega zgorevanja je organska spojina metanol: CH3OH + O2  CO2 + 2H20
  • Izgorevanje ni pomembno le v našem vsakdanjem življenju pri proizvodnji energije, temveč tudi pri ohranjanju življenja. Ko celice našega telesa razgradijo sladkor (glukozo), da sprostijo energijo, to storijo s popolno reakcijo izgorevanja v aerobnem celičnem dihanju.
  • Med aerobnim dihanjem glukoza izgoreva v prisotnosti kisika, da tvori ogljikov dioksid, vodo in ATP (energijo). V procesu nastaja tudi majhna količina toplote, saj gre za eksotermno reakcijo.
  • Formula za to je: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O
  • Popolno zgorevanje pogosto kaže nastanek modrega plamena, in ker so vsi reaktanti popolnoma zgoreli, ne nastaja dim, kar pomeni, da je okolju popolno zgorevanje v smislu onesnaženja veliko bolj čisto kot nepopolno zgorevanje.
  • Ker se med celotnim zgorevanjem porabijo vse reaktante, nastane velika količina energije.
  • Prednost produktov popolnega zgorevanja je, da je voda neškodljiva, rastline pa lahko do neke mere prevzamejo ogljikov dioksid za uporabo pri fotosintezi.
  • Ogljikov dioksid tudi ni toksičen za človeka na enak način kot ogljikov monoksid.
  • Ogljikov dioksid pa lahko prispeva k globalnemu segrevanju, če nastane preveč, saj ga lahko rastline porabijo le toliko, kar pomeni, da presežek ostane v ozračju.

Razlika med popolnim zgorevanjem in nepopolnim zgorevanjem

Kaj je nepopolno zgorevanje?

  • Nepopolno zgorevanje se zgodi, če je oksidant nezadosten ali nezadosten, ki je lahko plin s kisikom.
  • Nepopolno zgorevanje ogljikovodika s kisikom kot oksidantom bo proizvedlo ogljikov monoksid namesto ogljikovega dioksida.
  • Nepopolno zgorevanje ne povzroča le manj energije kot popolno zgorevanje, temveč lahko, kot je razvidno iz spodnjega primera, povzroči tudi strupene stranske proizvode, kot je ogljikov monoksid (CO). Ogljikov monoksid je toksičen, kar pomeni, da v mnogih primerih nepopolno zgorevanje ni tisto, kar je zaželeno.
  • 4CH4 + 5O2  2CO + 8H2O + 2C
  • Nepopolno zgorevanje gospodinjskih aparatov, ki uporabljajo plin, lahko tako proizvede ogljikov monoksid, ki lahko v hiši doseže smrtonosno raven. Ogljikov monoksid je nevaren, saj je tudi brez barve in vonja, kar pomeni, da se ljudje ne bi zavedali, dokler ne bo prepozno.
  • Na nepopolno zgorevanje pogosto kaže nastajanje rumenega ali oranžnega plamena. Vsi reaktanti se ne porabijo pri nepopolnem zgorevanju, zaradi česar se na koncu te reakcije proizvede manj energije v primerjavi s popolnim zgorevanjem.
  • Primer nepopolnega zgorevanja je izgorevanje premoga, pri katerem zaradi kemijske reakcije nastajajo saj in ogljikov monoksid.
  • Dim nastaja kot posledica nepopolnega zgorevanja, kar seveda znatno prispeva k onesnaženosti zraka.
  • Težava pri nepopolnem zgorevanju je torej v tem, da poslabšuje stopnjo onesnaženosti in lahko s povzročanjem težav z dihali prispeva k zdravstvenim težavam ljudi.

Razlika med popolnim zgorevanjem in nepopolnim zgorevanjem

Oksidant

Popolno zgorevanje se zgodi, kadar je oksidant zadostna in ustrezna, nepopolno zgorevanje pa pride, kadar oksidant nezadostno in neustrezno dovaja.



Izgorevanje ogljikovodikov

Popolno zgorevanje ogljikovodikov bo povzročilo nastanek ogljikovega dioksida in vode, nepopolno zgorevanje ogljikovodikov pa ogljikovega monoksida in vode.

Plamen

Pri nepopolnem zgorevanju običajno nastane rumen ali oranžen plamen, pri popolnem zgorevanju pa modri plamen.

Dim

Zaradi nepopolnega zgorevanja nastane dim kot posledica reakcije, medtem ko popolno zgorevanje zaradi reakcije ne povzroči dima.



Proizvodnja energije

Nepopolno zgorevanje proizvede manj energije kot popolno zgorevanje, ker se v reakciji ne porabijo vsi reaktanti, medtem ko se pri popolnem zgorevanju porabijo vsi reaktanti.

Okoljski udarec

Ogljikov dioksid, proizveden s popolnim zgorevanjem, lahko prispeva k globalnemu segrevanju, ogljikov monoksid in dim, ki nastaneta pri nepopolnem zgorevanju, pa k onesnaženju zraka.

Tabela, ki primerja popolno in nepopolno zgorevanje

Popolno zgorevanje PROTI nepopolnemu zgorevanju



Povzetek popolnega in nepopolnega zgorevanja

  • Zgorevanje je izgorevanje, običajno ogljikovodikov, v prisotnosti oksidanta, ki je običajno kisik.
  • Reakcije zgorevanja so eksotermne in sproščajo energijo in toploto.
  • Popolno zgorevanje se zgodi, ko je dovolj kisika, da se vsi reaktanti popolnoma porabijo.
  • Nepopolno zgorevanje se zgodi, kadar ni dovolj kisika, kar povzroči nastanek dima, in v primerjavi s popolnim zgorevanjem nastane manj energije.
  • Tako popolno kot nepopolno zgorevanje proizvajata izdelke, ki lahko povzročajo težave.
  • Popolno zgorevanje proizvaja ogljikov dioksid, ki prispeva k globalnemu segrevanju, medtem ko nepopolno zgorevanje proizvaja ogljikov monoksid, ki je strupen.
  • Pri nepopolnem zgorevanju nastaja tudi dim, ki prispeva k onesnaženju zraka.
  • Reakcije izgorevanja so pomembne v našem vsakdanjem življenju, tudi pri tem, kako v telesu proizvajamo energijo.