نظرية الاحتراق: ما الذي تتكون منه؟ مراحل وأكثر

La نظرية الاحتراق يتوافق مع عملية معقدة للغاية في تفاعل عنصر الوقود والأكسجين. بعد سنوات عديدة حيث تجاهل العلماء حقيقة الأمر ، تمكن رجل فرنسي أخيرًا من إعطائه التفسير الصحيح.

ما هي نظرية الاحتراق؟

لنبدأ أولاً بالأكسدة ، وهي تفاعل يتفاعل من خلاله بعض العناصر المركبة مع الأكسجين ، ويقال كيميائيًا أنه من خلال هذه العملية يفقد العنصر الإلكترونات.

لذلك نقول أن الاحتراق يحدث عندما يحدث هذا التفاعل والوقود المتضمن يطلق طاقة حرارية مما يخلق لهبًا ساطعًا أو توهجًا عابرًا. في كثير من الأحيان قد لا يكون هناك حريق ، فقد يكون مجرد غاز ينبعث منه حرارة.

يساهم الأكسجين في التفاعل مع عنصر يسمى المؤكسد ، وهو ما يسمح للأكسدة بالحدوث بسرعة ويمكن للوقود إطلاق الطاقة. يجب أن يكون الوقود تحت ظروف معينة من أجل الوصول إلى نقطة تسمى نقطة الوميض ولكل أنواع الوقود ظروف مختلفة ، كل هذا من أجل تحقيق هذا التفاعل.

عادة ما يكون الوقود من أصل عضوي ، ويمكن أن يأتي من الحيوانات أو النباتات ويتم معالجتها بطرق مختلفة لتصبح منتجات مفيدة يستخدمها الإنسان في حياته اليومية.

ليس عليك أن تكون شخصًا ذكيًا جدًا لتعرف كل ما يمثله الحريق في الحياة ، فهو العنصر الذي يمكّننا من العديد من جوانب حياتنا اليومية ، مثل النقل والطهي وإنتاج المواد ، فهو يمدنا بالكهرباء و العديد من الأغراض الأخرى التي تعتبر من الضرورات الأساسية للحفاظ على الحياة كما هي اليوم.

تاريخ نظرية الاحتراق

تاريخيا نظرية الاحتراق إنها تتوافق مع عملية اعتبرها البدائيون لغزًا ، بعد عدة قرون من الدراسات والتجارب والملاحظات ، كانت مصدرًا للجدل بين العلماء العظماء الذين حاولوا اكتشاف العملية الكامنة وراء هذا التفاعل.

في عام 1718 أطلق ألماني اسمًا على عنصر كان من المفترض أن يكون سبب هذا التفاعل ، حيث قال إنه خلال هذه العملية احتوى المركب المؤكسد والذي كان مصدر اللهب على العنصر المفترض الذي تم إطلاقه عند التلامس. بالأكسجين ، إذا استمر التفاعل لفترة قصيرة ، فذلك لأن كل المادة قد تم إطلاقها بالفعل.

تم إعطاؤه اسم phlogiston وتم استخدامه في مقترحات مختلفة حول تفاعل الأكسجين والعناصر الأخرى غير القابلة للاحتراق ، ولكن يمكن أيضًا أن تتأكسد. بعد عدة سنوات ، تبين أن الاقتراح كان خاطئًا ، ومع ذلك ، تركه بعض العلماء دون أن يلاحظه أحد وأثاروا حججًا تبرر وجود الفلوجستون في الوقود.

في عام 1788 تقريبًا ، تجاهل أنطوان لافوازييه ، الكيميائي الفرنسي ، فكرة فلوجستون واقترح ذلك من بين العديد أنواع التفاعلات الكيميائية، عندما يتفاعل الأكسجين مع العنصر ، يتم استفزاز تفاعل يسمى الأكسدة ، من ناحية أخرى ، إذا كانت العملية بالطريقة الأخرى ، قيل إنها اختزال ، حيث تم اكتسابها بدلاً من فقد الإلكترونات.

ومع ذلك ، بدا أنه في ذلك الوقت كان الجميع مؤيدين لنظرية اللاهوب ، لذلك أسس الفرنسي ، بصحبة زميل له ، مجلة نشروا فيها أبحاثهم ، كانت تلك اللحظة التي رفض فيها الجميع phlogiston كعنصر.

كانت أيضًا تلك اللحظة التي حصل فيها على لقب "أبو الكيمياء الحديثة" ، حيث بدأ تقييم جميع عناصر هذا العلم معه.

تجاهل العديد من العلماء في ذلك الوقت أهمية الأكسجين كعنصر ، ولم يكن حتى جاء أنطوان ليقترح نظريته حول أكسدة العناصر ، حيث تم تبديد العديد من الأسئلة حول النظريات السابقة (القائمة على phlogiston).

فئات الاحتراق

اعتمادًا على البيئة والعنصر المتورط في الاحتراق ، يمكن أن يكون هذا من ثلاث فئات مختلفة ، وسنذكرها جميعًا أدناه:

احتراق غير كامل

يحدث عندما لا يكون هناك ما يكفي من الأكسجين في التفاعل لجعل العنصر يتأكسد تمامًا ، على سبيل المثال ؛ في حالة الكربون ، لن يكون قادرًا على أن يصبح ثاني أكسيد الكربون (وهو ما سيحدث إذا اكتملت الأكسدة) ، لكنه سيبقى كأول أكسيد الكربون.

وغني عن القول أن العنصر المتورط سيُحترق نصفًا ، وبهذه الطريقة ، يُعتبر في منتصف الطريق ولهذا السبب يُسمى الاحتراق غير الكامل ، ويُطلق على المنتج الناتج عن هذا التفاعل غير محترق ، لأنه أسباب واضحة.

احتراق كامل

على عكس الاحتراق غير الكامل ، في هذه الحالة تكتمل عملية الأكسدة بنجاح ، كل ذلك بفضل حقيقة أن الوقود المستخدم يسمح بذلك وأن البيئة قادرة على توفير كمية كافية من الأكسجين ، حتى الفائض ، نظرًا لأن الاحتراق الذي يصل إلى أقصى درجات الروعة ويمكّن تحدث الأكسدة في جميع أنحاء تكوين العنصر ، إن أمكن ، ليس فقط في الوقود.

من المهم أن يكون الهواء عامل فائض بحيث يمكن أن ينتج هذا الاحتراق ، وإلا فسيكون في منتصف الطريق ، كما هو الحال في الاحتراق غير الكامل.

احتراق محايد أو متكافئ

لا يمكن إنتاجها عن قصد إلا في بيئة مناسبة لهذه العملية وتتكون من اختبار العناصر المناسبة بحيث لا يتم تجاوز بعض خصائص تكوينها وينتهي بها الأمر لتصبح احتراقًا كاملاً.

سيكون هذا ، جنبًا إلى جنب مع الكمية المناسبة من الأكسجين ، كافيين لإنتاج تفاعل يؤكسد العناصر بدقة ، مما يسمح بتحويل ناجح وليس ضخمًا.

مراحل نظرية الاحتراق

كما ذكرنا سابقًا ، فإن الاحتراق هو في الواقع رد فعل سريع جدًا ومن الغريب الاعتقاد بأن له مراحل ، ولكن إذا حدث ذلك ، فإنها تحدث بسرعة كبيرة بحيث يصعب جدًا استيعابها ، ولا يمكن إدراكها إلا في بيئة محكومة. وكهدف للدراسة.

تعتبر عملية نظرية الاحتراق معقدة للغاية من المرحلة الأولى إلى المرحلة الأخيرة ، وفي تلك الثواني القصيرة تحدث العديد من العمليات الكيميائية في نفس الوقت ، ومع ذلك ، فإن هذه المراحل هي أهداف البحث في العديد من الدراسات والتفاعلات الكيميائية التي تولدت في هذه العملية ، لا تزال تدهش عقول العديد من العلماء اللامعين.

مراحل نظرية الاحتراق هي:

• رد فعل مسبق: في هذه المرحلة تتشكل الجذور عن طريق تشتت المكونات الهيدروكربونية ، وبعد ذلك تبدأ في التفاعل مع الأكسجين. الجذور هي وحدات متقلبة للغاية وفي هذه العملية تميل إلى التطور والتفكك بسرعة كبيرة ، إذا كان الاحتراق غير مستقر للغاية والسرعة التي تنتج بها الجذور لا تتطابق مع العملية ، يمكن أن يحدث انفجار.
• المرحلة الثانية: هذا عندما تجتمع جميع أجزاء العملية وتؤدي إلى الأكسدة ، يحدث تبادل هائل للإلكترونات بين الأكسجين والوقود. إنها أيضًا مرحلة الاحتراق حيث يتم توليد المزيد من الحرارة ، مما يفسح المجال لتشكيل اللهب.
• المرحلة الأخيرة: اعتمادًا على نوع الاحتراق ، فإنه سيحدد نهايته ، ولكن عادةً ما يكون تأثير التفاعل هو عند اكتمال عملية الأكسدة وتشكيل الغازات.

نتيجة نظرية الاحتراق

ينتج عن هذا النوع من التفاعل تكوين بقايا ناتجة عن أكسدة عناصر الوقود ، وعادة ما يكون بعضها عبارة عن غازات ضارة جدًا بصحة الإنسان ، فضلاً عن تلويث الهواء ، كما تؤثر على الحيوانات وتتحرك نحو الغلاف الجوي مما يؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري ، مما يتسبب في حدوث مضاعفات أخرى على البيئة.

يمكن تقسيم هذا النوع من النفايات إلى فئتين نذكرهما أدناه:

• الغازات: خارج ما يمثله المصطلح بالنسبة للكثيرين ، في الواقع لا يمكن حتى ملاحظة بعض هذه الغازات من خلال أنف الإنسان ، ولكن كل شيء سيكون دائمًا وفقًا للوقود المتضمن في التفاعل.

من بين الغازات التي يمكن أن تكون ضارة هو أول أكسيد الكربون ، المعروف أيضًا باسم القاتل الصامت ، لأنه غير محسوس لأي شعور وعندما يتم استنشاق هذا الغاز الزائد ، فإنه يدخل الرئتين ثم يمر في الأوردة ، ليحل محل الأكسجين الموجود في الدم الذي يسبب الموت لفترة طويلة.

• أدخنة: الدخان عبارة عن تكوين يتكون من غازات وعناصر مختلفة تشارك في عملية الاحتراق ، كما يحتوي على بعض الجزيئات التي تنطلق من الوقود وتنتشر في الهواء. ينتج الدخان عن الاحتراق غير الكامل الذي لم تحدث فيه الأكسدة تمامًا وتشتت العناصر المتحللة في الهواء.

يمكن أن يخبر لون السحابة الكثير عن تكوين الغازات المنتشرة ، على سبيل المثال ؛ إذا كان اللون فاتحًا ، فهذا يعني أن العنصر الأكثر وفرة هو الأكسجين وليس سامًا ، ولكنه قد يكون مزعجًا جدًا للأنف والحنجرة. من ناحية أخرى ، إذا كان لونه أسود أو بظلال مختلفة ، فعليك توخي الحذر ، لأن ذلك يشير إلى وجود مجموعة من الغازات الضارة للغاية.