Różnica między całkowitym spaleniem a niepełnym spalaniem
Co to jest całkowite spalanie?
- Reakcje spalania to reakcje, w których bierze udział tlen i są egzotermiczne. Reakcje egzotermiczne to reakcje chemiczne, w których energia jest uwalniana w postaci światła lub ciepła. Spalanie najczęściej odnosi się do spalania węglowodorów w obecności gazowego tlenu.
- Spalanie to reakcja chemiczna, w której bierze udział reagent i utleniacz, którym jest zwykle tlen, oraz wytwarzane są produkty, w tym ciepło i energia.
- Reakcje spalania to reakcje redoks (redukcja - utlenianie), w których reduktor i utleniacz reagują, wytwarzając ciepło, energię i często płomień. Reduktor jest określany jako paliwo, a utleniacz jako gaz.
- Przy całkowitym spalaniu utleniacz jest wystarczający do zajścia reakcji.
- Całkowite spalenie węglowodoru z tlenem jako utleniaczem spowoduje wytworzenie dwutlenku węgla i wody. 2C8H18 + 25O2 18CO2 + 16H20
- Innym przykładem całkowitego spalania jest związek organiczny metanol: CH3OH + O2 CO2 + 2H20
- Spalanie jest ważne nie tylko w naszym codziennym życiu przy wytwarzaniu energii, ale także w utrzymaniu nas przy życiu. Kiedy komórki naszego ciała rozkładają cukier (glukozę), aby uwolnić energię, robią to poprzez całkowitą reakcję spalania w tlenowym oddychaniu komórkowym.
- Podczas oddychania tlenowego glukoza jest spalana w obecności tlenu w celu wytworzenia dwutlenku węgla, wody i ATP (energii). W procesie wytwarzana jest również niewielka ilość ciepła, ponieważ jest to reakcja egzotermiczna.
- Wzór na to jest następujący: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
- Całkowite spalanie jest często wskazywane przez wytwarzanie niebieskiego płomienia, a ponieważ wszystkie reagenty są całkowicie spalane, nie powstaje żaden dym, co oznacza, że całkowite spalanie z punktu widzenia środowiska jest znacznie czystsze niż niepełne spalanie pod względem zanieczyszczenia.
- Ponieważ wszystkie reagenty są zużywane podczas całkowitego spalania, wytwarzana jest duża ilość energii.
- Zaletą produktów całkowitego spalania jest to, że woda jest nieszkodliwa, a dwutlenek węgla może być w pewnym stopniu pobierany przez rośliny do wykorzystania w fotosyntezie.
- Dwutlenek węgla również nie jest toksyczny dla ludzi w taki sam sposób, jak tlenek węgla.
- Jednak dwutlenek węgla może przyczynić się do globalnego ocieplenia, jeśli zostanie wyprodukowany za dużo, ponieważ rośliny mogą zużywać tylko tyle, co oznacza, że nadmiar pozostaje w atmosferze.
Co to jest niepełne spalanie?
- Niecałkowite spalanie występuje, gdy występuje niewystarczający lub niewystarczający dopływ utleniacza, którym może być gazowy tlen.
- Niecałkowite spalanie węglowodoru z tlenem jako utleniaczem spowoduje wytworzenie tlenku węgla zamiast dwutlenku węgla.
- Niecałkowite spalanie nie tylko wytwarza mniej energii niż całkowite spalanie, ale jak widać na poniższym przykładzie, może wytwarzać toksyczne produkty uboczne, takie jak tlenek węgla (CO). Tlenek węgla jest toksyczny, co oznacza, że w wielu przypadkach niepełne spalanie nie jest pożądane.
- 4CH4 + 5O2 2CO + 8H2O + 2C
- Niecałkowite spalanie urządzenia gospodarstwa domowego, które wykorzystuje gaz, może więc wytwarzać tlenek węgla, który może osiągnąć śmiertelne poziomy w domu. Tlenek węgla jest niebezpieczny, ponieważ jest również bezbarwny i bezwonny, co oznacza, że ludzie nie byliby świadomi, dopóki nie będzie za późno.
- Na niecałkowite spalanie często wskazuje powstanie żółtego lub pomarańczowego płomienia. Nie wszystkie reagenty są zużywane przy niepełnym spalaniu, w wyniku czego na końcu tej reakcji powstaje mniej energii w porównaniu z całkowitym spalaniem.
- Przykładem niepełnego spalania jest spalanie węgla, w którym w wyniku reakcji chemicznej powstaje sadza i tlenek węgla.
- Dym powstaje w wyniku niecałkowitego spalania, co oczywiście znacznie przyczynia się do zanieczyszczenia powietrza.
- Dlatego problem z niepełnym spalaniem polega na tym, że zwiększa poziom zanieczyszczeń i może przyczyniać się do problemów zdrowotnych u ludzi, powodując problemy z oddychaniem.
Różnica między całkowitym spalaniem a niepełnym spalaniem
Utleniacz
Całkowite spalanie zachodzi, gdy jest dostateczny i wystarczający dopływ utleniacza, podczas gdy niepełne spalanie występuje, gdy dopływ utleniacza jest niewystarczający i niewystarczający.
Spalanie węglowodorów
Całkowite spalanie węglowodorów będzie skutkowało wytwarzaniem dwutlenku węgla i wody, natomiast niepełne spalanie węglowodorów będzie skutkowało wytwarzaniem tlenku węgla i wody.
Płomień
Przy niecałkowitym spalaniu zwykle powstaje żółty lub pomarańczowy płomień, podczas gdy przy całkowitym spalaniu powstaje niebieski płomień.
Palić
Niepełne spalanie powoduje powstanie dymu w wyniku reakcji, podczas gdy całkowite spalanie nie wytwarza dymu w wyniku reakcji.
Produkcja energii
Niecałkowite spalanie wytwarza mniej energii niż całkowite spalanie, ponieważ nie wszystkie reagenty są zużywane w reakcji, podczas gdy przy całkowitym spalaniu wszystkie reagenty są zużywane.
Wpływ środowiska
Dwutlenek węgla wytwarzany w wyniku całkowitego spalania może przyczyniać się do globalnego ocieplenia, podczas gdy tlenek węgla i dym powstające w wyniku niepełnego spalania przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza.
Tabela porównująca spalanie całkowite i niepełne
Podsumowanie spalania całkowitego i niepełnego
- Spalanie to spalanie, zwykle węglowodorów, w obecności utleniacza, którym jest zwykle tlen.
- Reakcje spalania są egzotermiczne, uwalniając energię i ciepło.
- Całkowite spalanie zachodzi, gdy ilość tlenu jest wystarczająca do całkowitego zużycia wszystkich reagentów.
- Niecałkowite spalanie występuje, gdy nie ma wystarczającej ilości tlenu, co powoduje wytwarzanie dymu, a wytwarzane jest mniej energii w porównaniu z całkowitym spalaniem.
- Zarówno całkowite, jak i niecałkowite spalanie wytwarza produkty, które mogą powodować problemy.
- Całkowite spalanie wytwarza dwutlenek węgla, który przyczynia się do globalnego ocieplenia, podczas gdy niecałkowite spalanie wytwarza toksyczny tlenek węgla.
- Niecałkowite spalanie wytwarza również dym, który przyczynia się do zanieczyszczenia powietrza.
- Reakcje spalania są ważne w naszym codziennym życiu, nawet jeśli chodzi o to, jak wytwarzamy energię w naszych ciałach.