Bản chất chính của phản ứng đốt cháy là nó liên quan đến O-oxy và nó là một phản ứng tỏa nhiệt. Phản ứng cháy giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng. Xin lưu ý rằng nó là cần thiết cho một phản ứng đốt cháy cho oxy (O2). Tuy nhiên, lượng oxy có trong phản ứng có thể thay đổi tùy thuộc vào các chất phản ứng khác và các yếu tố môi trường khác.
Ví dụ về phản ứng cháy liên quan đến Propan và oxy như sau:
C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g)
Phản ứng cháy có thể có hai loại tùy thuộc vào lượng oxy có sẵn cho phản ứng.
Đốt cháy hoàn toàn so với Đốt cháy không hoàn toàn
Sự khác biệt giữa Đốt cháy hoàn toàn và Đốt cháy không hoàn toàn là lượng oxy có sẵn cho nó. Nếu lượng vừa đủ hoặc nhiều hơn là phản ứng Đốt cháy hoàn toàn và nếu ít hơn là phản ứng Đốt cháy không hoàn toàn.
Khi có đủ hoặc một lượng oxy dồi dào trong quá trình đốt cháy, thì phản ứng đó được gọi là phản ứng Đốt cháy hoàn toàn. Thông thường, phản ứng này xảy ra với ngọn lửa màu xanh lam và không có khói.
Khi lượng oxy không đủ cho quá trình đốt cháy, thì phản ứng này được gọi là phản ứng đốt cháy không hoàn toàn. Phản ứng này thường kèm theo một ngọn lửa có màu vàng.
Bảng so sánh giữa Đốt cháy hoàn toàn và Đốt cháy không hoàn toàn
| Các thông số so sánh | Đốt cháy hoàn toàn | Đốt cháy không hoàn toàn |
| Sự định nghĩa | Phản ứng cháy xảy ra trong điều kiện có đủ hoặc nhiều oxy. Còn được gọi là Đốt cháy hoàn toàn. | Phản ứng cháy diễn ra trong điều kiện không đủ lượng oxy. |
| Kiểu ngọn lửa | Màu xanh lam | Màu vàng |
| Kiểu khói | Không hút thuốc | Sooty |
| Các sản phẩm | Thường tạo ra CO2 (Carbon Dioxide) như một sản phẩm chính. | Thường tạo ra CO (Carbon Monoxide) như một sản phẩm chính. |
| Sản xuất năng lượng | Tạo ra nhiều năng lượng hơn so với Đốt cháy không hoàn toàn khi đốt cháy các chất phản ứng giống nhau. | Tạo ra ít năng lượng hơn khi so sánh với Đốt cháy hoàn toàn khi đốt cháy các chất phản ứng giống nhau. |
Đốt cháy hoàn toàn là gì?
Đốt cháy hoàn toàn là quá trình cháy mà lượng ôxy tham gia quan hệ đủ lượng hoặc nhiều hơn yêu cầu. oxi đóng vai trò là chất oxi hóa trong trường hợp này.
Thông thường, những phản ứng này diễn ra với hydrocacbon ở bên chất phản ứng là chất khử. Hydrocacbon và oxy phản ứng với nhau để tạo thành nước và carbon dioxide. Các sản phẩm khác mà chúng ta nhận được từ phản ứng này là năng lượng ở dạng nhiệt và ánh sáng.
Vì bầu khí quyển chỉ có 21% oxy, do đó, hơi khó để đạt được Đốt cháy hoàn toàn một cách dễ dàng. Đây là lý do tại sao, bất cứ khi nào chúng ta đốt những thứ như gỗ, giấy, và những thứ tương tự khác có chứa hydrocacbon trong chúng, chúng ta sẽ thấy ngọn lửa màu vàng, đó là dấu hiệu của sự Đốt cháy không hoàn toàn, chứ không phải là một phản ứng Đốt cháy hoàn toàn.
Dưới đây là một vài ví dụ về phản ứng Đốt cháy hoàn toàn:
Đốt cháy hoàn toàn metan:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
Mêtan ở đây là chất khử phản ứng với oxi, là chất oxi hóa. Điều này cung cấp cho chúng tôi carbon dioxide và Hydrogen như các sản phẩm cuối cùng. Quan sát thấy rằng Metan sử dụng 2 phân tử oxy. Đó là lượng oxy tối thiểu cần thiết cho khí mêtan.
Đốt cháy hoàn toàn metanol:
2CH3OH (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 4H2O (g)
Tương tự như ví dụ trên, metanol ở đây là chất khử và oxi đóng vai trò là chất oxi hóa. Metanol là một hydrocacbon phức tạp hơn và do đó cần nhiều phân tử oxy hơn và tạo ra nhiều nước và carbon dioxide hơn.
Đốt cháy hoàn toàn một chất mang lại lượng năng lượng cao nhất có thể mà chất này có thể được chiết xuất. Điều này là do tất cả các chất được đốt cháy thành công.
Loại đốt cháy này còn được gọi là 'đốt sạch' vì các sản phẩm được tạo thành từ quá trình đốt cháy này không gây ô nhiễm hoặc gây hại cho môi trường theo bất kỳ cách nào, vì nó chỉ là carbon dioxide và nước.
Một ví dụ rất phổ biến mà chúng ta thấy về quá trình đốt sạch là đốt LPG trong nhà của chúng ta, vì nó thường tạo ra ngọn lửa màu xanh trong và không có khói.
Đốt cháy không hoàn toàn là gì?
Phản ứng đốt cháy không hoàn toàn là phản ứng mà lượng oxi có trong phản ứng không đủ thì lượng oxi cần thiết để phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Giống như phản ứng Đốt cháy hoàn toàn, các chất phản ứng đóng vai trò giống nhau, trong đó oxy là chất oxi hóa, và các hydrocacbon là chất khử.
Loại phản ứng này hầu hết là không mong muốn vì nó giải phóng rất ít năng lượng so với các phản ứng hoàn toàn của cùng một chất. Điều này là do toàn bộ chất không trải qua phản ứng cháy.
Phản ứng này chủ yếu được đặc trưng bởi ngọn lửa màu vàng có khói muội. Các sản phẩm chính của phản ứng này là nước và carbon monoxide (CO). Đây là một yếu tố rất tiêu cực đối với môi trường của chúng ta vì carbon monoxide gây ra hiện tượng ấm lên toàn cầu gia tăng và các hạt carbon monoxide trong không khí gây ra nhiều loại bệnh về đường hô hấp.
Khi các thiết bị gia dụng bị cháy hoặc bắt lửa, chúng sẽ trải qua phản ứng Đốt cháy không hoàn toàn. Carbon monoxide độc hại do đó được tạo ra không màu và không mùi. Điều này rất nguy hiểm vì nó có thể gây ra nhiều thiệt hại ngay cả khi chưa kịp nhận ra.
Một số ví dụ về phản ứng của sự đốt cháy không hoàn toàn là:
Sự đốt cháy không hoàn toàn của Propane-LPG
2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + Nhiệt
Một số người có thể nêu thực tế rằng có carbon dioxide hiện diện trên mặt sản phẩm, và do đó đây sẽ là một phản ứng Đốt cháy hoàn toàn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng để phản ứng này là một phản ứng Đốt cháy hoàn toàn, không được có một phân tử cacbon monoxit.
Một ví dụ rất phổ biến về Đốt cháy không hoàn toàn là đốt than. Điều này tạo ra nhiều muội và khói và do đó gây ra nhiều suy thoái môi trường. Đây là lý do tại sao việc sử dụng than đang được cố gắng thực hiện với số lượng hạn chế để giảm mức độ ô nhiễm.
Sự khác biệt chính giữa đốt cháy hoàn toàn và đốt cháy không hoàn toàn
- Sự khác biệt chính giữa phản ứng Đốt cháy hoàn toàn và Đốt cháy không hoàn toàn là lượng oxy. Nếu lượng vừa đủ hoặc nhiều hơn thì phản ứng xảy ra hoàn toàn, còn nếu ít hơn thì phản ứng không hoàn toàn.
- Phản ứng đốt cháy hoàn toàn thường được đặc trưng bởi ngọn lửa màu xanh lam và ít khói. Phản ứng cháy không hoàn toàn được đặc trưng bởi ngọn lửa màu vàng khói, đen như sương.
- Các sản phẩm của phản ứng hoàn toàn chủ yếu bao gồm khí cacbonic (CO2) và nước (H2O). Các phản ứng không hoàn toàn tạo ra cacbon monoxit (CO) và nước (H2O).
- Các sản phẩm của phản ứng đốt cháy hoàn toàn thân thiện với môi trường và không gây ô nhiễm trong khi các sản phẩm của phản ứng đốt cháy không hoàn toàn là những chất gây ô nhiễm lớn trong thế giới ngày nay.
- Một phản ứng đốt cháy hoàn toàn tạo ra nhiều năng lượng hơn một phản ứng đốt cháy không hoàn toàn với cùng một sản phẩm. Điều này là do phản ứng đốt cháy hoàn toàn sử dụng toàn bộ sản phẩm, trong khi phản ứng đốt cháy không hoàn toàn chỉ sử dụng một phần của nó.
Sự kết luận
Phản ứng đốt cháy là một phần thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và có một vai trò quan trọng trong tự nhiên. Cả hai loại phản ứng đốt cháy được thảo luận ở trên đều quan trọng đối với chúng ta, mặc dù phản ứng đốt cháy hoàn toàn có vẻ thích hợp hơn phản ứng đốt cháy không hoàn toàn, vì chúng cung cấp cho chúng ta lượng năng lượng tối đa có thể mà không gây ô nhiễm môi trường.
Khả năng của một phản ứng đốt cháy hoàn toàn không tạo ra bất kỳ sản phẩm độc hại nào đối với môi trường nhưng lại cung cấp một lượng năng lượng khổng lồ đã được tìm thấy trong ngành công nghiệp ô tô. Phản ứng đốt cháy giữa hydro và nước để tạo ra nước là nguyên lý chính đằng sau ô tô hydro. Việc sử dụng nhiên liệu một cách tối ưu và đốt cháy hợp lý có thể góp phần tiết kiệm môi trường của chúng ta.
