Was ist der Unterschied zwischen Oxidation und Verbrennung? Was sind die Bedingungen für beide? Reaktionen?


Antwort 1:

Verbrennung ist eine lustige Sache, selbst für diejenigen, die sie länger studiert haben als ich. Zunächst beinhalten alle Verbrennungsprozesse eine Oxidation (einige mögliche Ausnahmen), aber nicht alle Oxidationsreaktionen sind Verbrennungen. Das macht die Verbrennung zu einer Untergruppe von Oxidationsreaktionen. Im Allgemeinen wird die Verbrennung als autarker (oder sich selbst ausbreitender) Reaktionsstrom bezeichnet.

Wenn ein Feststoff brennt, diffundieren oxidierende Spezies zur Oberfläche und oft in eine poröse Struktur, dann diffundieren oxidierte und teilweise oxidierte Spezies heraus. Die oxidierte Spezies kann auch Brennstofffragmente hinterlassen, die aus Pyrolyse und Vergasung resultieren.

Kraftstofffragmente und teilweise oxidierte Spezies reagieren weiter im gasförmigen Zustand und liefern einen Teil oder die gesamte Energie, die erforderlich ist, um die heterogene Oxidationschemie an der festen Oberfläche anzutreiben.

Wenn eine Flüssigkeit brennt, verdunstet die brennbare Flüssigkeit ganz oder teilweise. Die Oxidation findet dann im gasförmigen Zustand statt, wobei die Verbrennungswärme die Energie für die weitere Verdampfung liefert.

Die Verbrennung gasförmiger Brennstoffe erfolgt natürlich vollständig im gasförmigen Zustand - es sei denn, es kommt zu Rußbildung infolge lokalen Sauerstoffmangels. In diesem Fall ist das Ausbrennen von Ruß wie bei festen Brennstoffen heterogen.

Die Hauptarten, die am sich selbst vermehrenden Reaktionsfluss beteiligt sind, sind:

H •

OH •

O •

HO2 •

Reaktionen dieser Spezies halten den Pool an freien Radikalen aufrecht, der zur Initiierung der Kraftstoffpyrolyse und -oxidation benötigt wird. Diese Arten sind an den wichtigsten Kettenverzweigungsreaktionen beteiligt.

Die wichtigsten reaktiven Brennstofffragmente bei der Gasverbrennung sind:

CH3 •

CH2 • ??

CH •

C2H3 •

C2H •

HCO •

CO •

Diese Arten sind Zwischenprodukte bei der Umwandlung von Kraftstoff in letztendlich CO2 und H2O. Diese Spezies sind für die Mehrzahl der Kettenabbruchreaktionen verantwortlich.

Die wichtigsten oxidierenden Spezies bei der heterogenen (Gas-Feststoff-) Verbrennung sind:

O2

CO2

H2O

Dies sind einige Sonderfälle, die allgemein als Verbrennung anerkannt werden, aber nicht den obigen ordentlichen Beschreibungen entsprechen. Dazu gehören:

Thermitreaktionen - typischerweise ein Metalloxid, das mit einem Metall reagiert. Es können gasförmige Nebenprodukte vorhanden sein oder nicht

Intermetallische Reaktionen - Reaktion zwischen zwei Metallen oder zwischen einem Metall und einem Halbleiter. Es gibt selten gasförmige Nebenprodukte, es sei denn, eines der Metalle hat bei der Reaktionstemperatur einen hohen Dampfdruck.

Brennstoffzellen - Die Oxidation des Brennstoffs und die Reduktion des Oxidationsmittels erfolgen an physikalisch getrennten Stellen, die durch einen Elektrolyten getrennt sind. Bei bestimmten Brennstoffzellenprozessen, wie z. B. Festoxidbrennstoffzellen, sind die mathematischen Gleichungen, die den Fluss und die Chemie beschreiben, denen von laminaren Diffusionsflammen sehr ähnlich.


Antwort 2:

Ich würde sagen, Verbrennung ist ein besonderer Oxidationsprozess. Wenn ich die Verbrennung definieren müsste, wäre es eine schnelle Oxidation durch ein gasförmiges Oxidationsmittel. Normalerweise ist das gasförmige Oxidationsmittel O2, aber ich habe den Begriff für die Reaktion mit Cl2 oder F2 gesehen.

Für jeden Oxidationsprozess (oder Redoxprozess, da bei der Oxidation eines Elements ein anderes reduziert werden muss) benötigen Sie mindestens ein Oxidationsmittel und ein Reduktionsmittel. Es ist oft hilfreich, ein Medium (wie ein Lösungsmittel) zu haben, in dem man reagieren kann. Einige Oxidationsreaktionen profitieren von einem Katalysator.

Typische Verbrennungsbedingungen erfordern auch ein gasförmiges Oxidationsmittel und ein Reduktionsmittel (dh einen Brennstoff), die damit reagieren können. Oft ist eine Zündquelle erforderlich (denken Sie an das Feuerdreieck, das Sie in der Grundschule gesehen haben), aber es gibt so etwas wie „Selbstentzündung“, bei der die Raumtemperatur „heiß“ genug ist, um den Prozess zu starten.

Beispiele für die Verbrennung:

C3H8 (Propan) + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

2 Na + Cl 2 → 2 NaCl

Weitere Beispiele für Oxidation:

4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (nicht schnell genug, um als „Verbrennung“ angesehen zu werden)

3 C 2 H 6 O (Ethanol) + 2 CrO 3 + 6H + → 3 C 2 H 4 O 2 (Essigsäure) + 2 Cr (3+) + 3 H 2 O.


Antwort 3:

Die beiden wichtigsten Reaktionen in der Chemie sind Oxidation und Reduktion. Immer wenn etwas oxidiert wird, muss etwas anderes reduziert werden.

In der Chemie gibt es keine „Verbrennungsreaktion“, aber Oxidation ist ein Teil davon. Die Verbrennung ist im Allgemeinen eine RedOx-Reaktion. Man könnte also sagen, dass bei einer Verbrennung Oxidations- und Reduktionsreaktionen stattfinden und viel Enthalpie (Energie) freigesetzt wird.