Hvad er de forskellige typer forbrændingsprodukter?
Forbrænding, defineret som den hurtige oxidation af et stof ledsaget af en høj temperatur og normalt en flamme, kan producere et antal forskellige produkter, afhængigt af de materialer, der er tilgængelige i reaktionen. Produkterne til ren forbrænding mellem et carbonhydrid og ilt er kuldioxid (CO 2 ), vand (H20) og energi. Ufuldstændig, beskidt eller delvis forbrænding kan også danne kulilte (CO), frit kul eller sod, nitrogenoxider, brintcyanid (HCN) og ammoniak (NH3).
Forbrændingsprodukterne ved ren forbrænding inkluderer CO 2 , H20 og energi. Der dannes ingen andre gasser eller faste partikler som forbrændingsprodukter i denne reaktionstype. Den følgende afbalancerede reaktion er den af propan, der er en alkan, der reagerer med ilt:
C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O
Når en forbrændingsreaktion finder sted i et oxygenberøvet miljø, kan der fremstilles forskellige forbrændingsprodukter. Frit kulstof, mere almindeligt kendt som sod, og kulilte produceres sammen med CO 2 , H20 og energi. Dannelsen af sod som et forbrændingsprodukt er grunden til, at ufuldstændig forbrænding også kaldes beskidt forbrænding. I den kemiske industri brænder forgasere brændbare materialer i iltfrie omgivelser for at producere syntesegas, der består af brint og kulilte. Uden for kemiske industrier forekommer ofte ufuldstændig forbrænding i forbrændingsmotorer og dårligt ventilerede ovne.
Oxygen fra luften er den mest almindelige iltkilde til de fleste forbrændingsreaktioner. Luft er dog hovedsageligt sammensat af nitrogen, og under forbrænding er nitrogen i stand til at producere et antal af sine egne forbrændingsprodukter. Nitrogenoxidgasser, ofte benævnt NOX-gasser, kan dannes i en forbrændingsreaktion. Den mest almindelige NOX-gas er det giftige nitrogendioxid (NO 2 ). Ammoniak (NH3) og det dødbringende hydrogencyanid (HCN) kan også dannes.
Halogener, svovl og fosfor kan også producere deres egne forbrændingsprodukter. Halogener, såsom klor, kan reagere med fri radikal brint til dannelse af kemikalier, såsom brintchlorid (HCI). Svovl kan producere de giftige og ildelugtende kemikalier svovldioxid (SO 2 ) og hydrogensulfid (H 2 ). Når fosfor er til stede i en forbrændingsreaktion, producerer det fosforpentoxid (P205) som et hvidt fast partikelformigt stof.
Tendensen af et carbonhydridbrændstof til at favorere rene eller beskidte forbrændingsprodukter kan estimeres ved at undersøge reaktionens varmeeffektpotentiale og den energi, der er nødvendig for at starte reaktionen. Forøgelse af varmeeffektpotentialet øger tendensen for brændstof til at gennemgå ufuldstændig forbrænding. Propan, som ikke kræver meget energi for at starte forbrænding, har en tendens til at forbrænde rent. Aromatiske forbindelser som benzen og toluen har på den anden side en tendens til at producere meget sod, når de brændes.