Vilka är de olika typerna av förbränningsprodukter?
Förbränning, definierad som en snabb oxidation av ett ämne åtföljt av en hög temperatur och vanligtvis en låga, kan producera ett antal olika produkter, beroende på tillgängliga material i reaktionen. Produkterna av ren förbränning mellan ett kolväte och syre är koldioxid (CO 2 ), vatten (H2O) och energi. Ofullständig, smutsig eller partiell förbränning kan också bilda kolmonoxid (CO), fritt kol eller sot, kväveoxider, vätecyanid (HCN) och ammoniak (NH3).
Förbränningsprodukterna av ren förbränning inkluderar CO 2 , H20 och energi. Inga andra gaser eller fasta partiklar bildas som förbränningsprodukter vid denna typ av reaktion. Följande balanserade reaktion är den av propan, som är en alkan, som reagerar med syre:
C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O
När en förbränningsreaktion äger rum i en syreberövad miljö kan olika förbränningsprodukter framställas. Fritt kol, mer känt som sot, och kolmonoxid produceras tillsammans med CO 2 , H20 och energi. Bildandet av sot som en förbränningsprodukt är orsaken till att ofullständig förbränning också kallas smutsig förbränning. I den kemiska industrin förbrännar förgasare brandfarliga material i syreberoende miljöer för att producera syntesgas, som består av väte och kolmonoxid. Utanför kemisk industri uppstår ofullständig förbränning ofta i förbränningsmotorer och dåligt ventilerade ugnar.
Syre från luften är den vanligaste syrekällan för de flesta förbränningsreaktioner. Luften består dock mest av kväve, och under förbränning kan kväve producera ett antal egna förbränningsprodukter. Kväveoxidgaser, ofta benämnda NOX-gaser, kan bildas i en förbränningsreaktion. Den vanligaste NOX-gasen är den giftiga kvävedioxiden (NO 2 ). Ammoniak (NH3) och den dödliga vätecyaniden (HCN) kan också bildas.
Halogener, svavel och fosfor kan också producera sina egna förbränningsprodukter. Halogener såsom klor kan reagera med friradikal väte för att bilda kemikalier såsom väteklorid (HCl). Svavel kan producera giftiga och illaluktande kemikalier svaveldioxid (SO 2 ) och vätesulfid (H2). När fosfor är närvarande i en förbränningsreaktion producerar den fosforpentoxid (P205) som ett vitt fast partikelformigt material.
Tendensen hos ett kolvätebränsle att gynna rena eller smutsiga förbränningsprodukter kan uppskattas genom att undersöka reaktionens värmeutgångspotential och den energi som är nödvändig för att initiera reaktionen. Genom att öka värmeeffektpotentialen ökar bränslets tendens att genomgå ofullständig förbränning. Propan, som inte kräver mycket energi för att starta förbränning, tenderar att brinna rent. Aromatiska föreningar såsom bensen och toluen tenderar å andra sidan att producera mycket sot när de bränns.