Hva er de forskjellige typene forbrenningsprodukter?

Forbrenning, definert som hurtig oksidasjon av et stoff ledsaget av en høy temperatur og vanligvis en flamme, kan produsere et antall forskjellige produkter, avhengig av materialene som er tilgjengelige i reaksjonen. Produktene med ren forbrenning mellom et hydrokarbon og oksygen er karbondioksid (CO ₂ ), vann (H ₂ O) og energi. Ufullstendig, skitten eller delvis forbrenning kan også danne karbonmonoksid (CO), fritt karbon eller sot, nitrogenoksider, hydrogencyanid (HCN) og ammoniakk (NH3).

Forbrenningsproduktene til ren forbrenning inkluderer CO ₂ , H20 og energi. Ingen andre gasser eller faste partikler dannes som forbrenningsprodukter i denne reaksjonstypen. Følgende balanserte reaksjon er den av propan, som er en alkan, som reagerer med oksygen:

C ₃ H ₈ + 5 O ₂ → 3 CO ₂ + 4 H ₂ O

Når en forbrenningsreaksjon finner sted i et oksygenhemmet miljø, kan forskjellige forbrenningsprodukter lages. Fritt karbon, mer kjent som sot, og karbonmonoksid produseres sammen med CO ₂ , H20 og energi. Dannelse av sot som forbrenningsprodukt er grunnen til at ufullstendig forbrenning også er kjent som skitten forbrenning. I den kjemiske industrien brenner forgassere brennbare materialer i oksygenfrie miljøer for å produsere syntesegass, som består av hydrogen og karbonmonoksid. Utenfor kjemiske industrier forekommer ofte ufullstendig forbrenning i forbrenningsmotorer og dårlig ventilerte ovner.

Oksygen fra luften er den vanligste oksygenkilden for de fleste forbrenningsreaksjoner. Luft er imidlertid hovedsakelig sammensatt av nitrogen, og under forbrenning er nitrogen i stand til å produsere en rekke egne forbrenningsprodukter. Nitrogenoksydgasser, ofte referert til som NOX-gasser, kan dannes i en forbrenningsreaksjon. Den vanligste NOX-gassen er giftig nitrogendioksid (NO ₂ ). Ammoniakk (NH3) og det dødelige hydrogencyanid (HCN) kan også dannes.

Halogener, svovel og fosfor kan også produsere egne forbrenningsprodukter. Halogener som klor kan reagere med friradikal hydrogen for å danne kjemikalier som hydrogenklorid (HCl). Svovel kan produsere giftige og illeluktende kjemikalier svoveldioksid (SO ₂ ) og hydrogensulfid (H ₂ ). Når fosfor er tilstede i en forbrenningsreaksjon, produserer det fosforpentoksyd (P205) som et hvitt, fast partikkelform.

Tendensen til et hydrokarbonbrensel til fordel for rene eller skitne forbrenningsprodukter kan estimeres ved å undersøke reaksjonens varmeeffektpotensial og energien som er nødvendig for å starte reaksjonen. Å øke varmeeffektpotensialet øker drivstoffets tendens til å gjennomgå ufullstendig forbrenning. Propan, som ikke krever mye energi for å starte forbrenning, har en tendens til å brenne rent. Aromatiske forbindelser som benzen og toluen, derimot, har en tendens til å produsere mye sot når de brennes.