दहन सिद्धांत: त्यात काय समाविष्ट आहे? टप्पे आणि बरेच काही

La ज्वलन सिद्धांत इंधन घटक आणि ऑक्सिजनच्या परस्परसंवादातील अत्यंत जटिल प्रक्रियेशी संबंधित आहे. बर्‍याच वर्षांनंतर जिथे शास्त्रज्ञांनी खरोखर काय आहे त्याकडे दुर्लक्ष केले, शेवटी एक फ्रेंच माणूस त्याला योग्य स्पष्टीकरण देऊ शकला.

दहन सिद्धांत म्हणजे काय?

चला प्रथम ऑक्सिडेशनपासून सुरुवात करूया, ही एक प्रतिक्रिया आहे ज्याद्वारे काही संयुग घटक ऑक्सिजनशी संवाद साधतात, रासायनिकदृष्ट्या असे म्हटले जाते की या प्रक्रियेद्वारे घटक इलेक्ट्रॉन गमावतो.

म्हणून आम्ही म्हणतो की ज्वलन ही प्रतिक्रिया घडते तेव्हा होते आणि त्यात समाविष्ट असलेले इंधन उष्णता ऊर्जा सोडते ज्यामुळे तेजस्वी ज्वाला किंवा क्षणभंगुर ज्वाला निर्माण होते. बर्‍याच वेळा त्यात आग लागत नाही, ती फक्त उष्णता देणारा वायू असू शकतो.

ऑक्सिजन ऑक्सिडायझर नावाच्या घटकासह अभिक्रियामध्ये योगदान देते, ज्यामुळे ऑक्सिडेशन लवकर होऊ शकते आणि इंधन ऊर्जा सोडू शकते. एखाद्या बिंदूपर्यंत पोहोचण्यासाठी इंधन काही विशिष्ट परिस्थितीत असणे आवश्यक आहे, ज्याला फ्लॅश पॉइंट म्हणतात आणि सर्व इंधनांसाठी भिन्न परिस्थिती आहेत, हे सर्व ही प्रतिक्रिया साध्य करण्यासाठी.

सामान्यतः इंधन हे सेंद्रिय उत्पत्तीचे असते, ते प्राणी किंवा वनस्पतींपासून येऊ शकतात आणि मनुष्याद्वारे त्याच्या दैनंदिन जीवनात वापरण्यासाठी उपयुक्त उत्पादने बनण्यासाठी वेगवेगळ्या प्रकारे प्रक्रिया केली जाते.

जीवनात अग्नी दर्शवते त्या सर्व गोष्टी जाणून घेण्यासाठी तुम्ही खूप हुशार व्यक्ती असण्याची गरज नाही, हा घटक आपल्या दैनंदिन जीवनातील अनेक पैलूंना सक्षम करतो, जसे की वाहतूक, स्वयंपाक, साहित्याचे उत्पादन, ते आपल्याला वीज पुरवते आणि इतर अनेक उद्दिष्टे जी आजच्या प्रमाणेच जीवनाचे रक्षण करण्यासाठी मूलभूत गरजा आहेत.

दहन सिद्धांताचा इतिहास

ऐतिहासिकदृष्ट्या द ज्वलन सिद्धांत हे अशा प्रक्रियेशी सुसंगत आहे ज्याला आदिम लोकांनी एक रहस्य मानले होते, अनेक शतकांच्या अभ्यास, प्रयोग आणि निरीक्षणांनंतर या प्रतिक्रियेमागील प्रक्रिया काय आहे हे शोधण्याचा प्रयत्न करणाऱ्या महान शास्त्रज्ञांमध्ये हे विवादाचे कारण होते.

1718 मध्ये एका जर्मनने एका घटकाला नाव दिले जे या प्रतिक्रियेचे कारण होते, कारण त्याने सांगितले की या प्रक्रियेदरम्यान ऑक्सिडायझेशन करणारे कंपाऊंड जे ज्वालाचे स्त्रोत होते, त्यात संपर्कात सोडले जाणारे कथित घटक समाविष्ट होते. ऑक्सिजनसह, जर प्रतिक्रिया थोड्या काळासाठी टिकली तर ते असे होते कारण सर्व पदार्थ आधीच सोडले गेले होते.

त्याला फ्लोगिस्टन असे नाव देण्यात आले आणि ऑक्सिजन आणि इतर गैर-दहनशील घटकांच्या परस्परसंवादाबद्दल वेगवेगळ्या प्रस्तावांमध्ये त्याचा वापर केला गेला, परंतु त्याचे ऑक्सिडीकरण देखील केले जाऊ शकते. बर्‍याच वर्षांनंतर असे आढळून आले की हा प्रस्ताव चुकीचा होता, तथापि, काही शास्त्रज्ञांनी याकडे लक्ष दिले नाही आणि इंधनात फ्लोगिस्टनच्या अस्तित्वाचे समर्थन करणारे युक्तिवाद उभे केले.

साधारण 1788 मध्ये अँटोनी लॅव्हॉइसियर या फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञाने फ्लोगिस्टनची कल्पना टाकून दिली आणि अनेकांमध्ये असे प्रस्तावित केले. रासायनिक प्रतिक्रियांचे प्रकार, जेव्हा ऑक्सिजन घटकाशी संवाद साधतो तेव्हा ऑक्सिडेशन नावाची प्रतिक्रिया उत्तेजित केली जाते, दुसरीकडे जर ही प्रक्रिया उलट असेल तर ती घट असे म्हटले जाते, जेथे इलेक्ट्रॉन गमावण्याऐवजी ते मिळवले गेले.

तथापि, असे दिसते की त्या वेळी प्रत्येकजण फ्लोगिस्टन सिद्धांताच्या बाजूने होता, म्हणून फ्रेंच माणसाने, एका सहकाऱ्याच्या सहवासात, एक मासिकाची स्थापना केली ज्यामध्ये त्यांनी त्यांचे संशोधन प्रकाशित केले, हा तो क्षण होता जेव्हा प्रत्येकाने फ्लोगिस्टनला घटक म्हणून नाकारले.

हाच तो क्षण होता ज्यामध्ये त्याला "आधुनिक रसायनशास्त्राचे जनक" ही पदवी देण्यात आली होती, कारण त्याच्याबरोबर या विज्ञानातील सर्व घटकांचे मूल्य मानले जाऊ लागले.

त्या काळातील अनेक शास्त्रज्ञांनी ऑक्सिजनचे मूलद्रव्य म्हणून महत्त्वाकडे दुर्लक्ष केले, एंटोइनने मूलद्रव्यांच्या ऑक्सिडेशनचा सिद्धांत मांडला तोपर्यंत पूर्वीच्या सिद्धांतांबद्दलचे अनेक प्रश्न (फ्लोगिस्टनवर आधारित) दूर झाले.

दहन वर्ग

पर्यावरण आणि ज्वलनामध्ये सामील असलेल्या घटकांवर अवलंबून, हे तीन वेगवेगळ्या वर्गांचे असू शकते, आम्ही त्या सर्वांचा खाली उल्लेख करू:

अपूर्ण ज्वलन

जेव्हा प्रतिक्रियेत पुरेसा ऑक्सिजन नसतो तेव्हा घटक पूर्णपणे ऑक्सिडाइज होतो, उदाहरणार्थ; कार्बनच्या बाबतीत, ते कार्बन डायऑक्साइड बनू शकणार नाही (ऑक्सिडेशन पूर्ण झाल्यास काय होईल), परंतु कार्बन मोनोऑक्साइड म्हणून राहील.

यात समाविष्ट असलेला घटक अर्धवट जळलेला असेल असे म्हणण्याशिवाय नाही, अशा प्रकारे, ते मध्यबिंदूवर मानले जाते आणि म्हणूनच त्याला अपूर्ण ज्वलन म्हणतात, या प्रतिक्रियेतून निर्माण होणाऱ्या उत्पादनास अनबर्न असे म्हणतात. स्पष्ट कारणे.

पूर्ण दहन

अपूर्ण ज्वलनाच्या विपरीत, या प्रकरणात ऑक्सिडेशन प्रक्रिया यशस्वीरित्या पूर्ण झाली आहे, सर्व आभारी आहे की वापरलेले इंधन त्यास परवानगी देते आणि पर्यावरण पुरेसा ऑक्सिजन, अगदी अधिशेष देखील करण्यास सक्षम आहे, कारण दहन त्यांच्या जास्तीत जास्त वैभवापर्यंत पोहोचते आणि सक्षम करते. केवळ इंधनातच नाही तर शक्य असल्यास घटकाच्या संपूर्ण संरचनेत ऑक्सिडेशन होईल.

हे महत्त्वाचे आहे की हवा हा एक अतिरिक्त घटक आहे जेणेकरून या ज्वलनाचा परिणाम होऊ शकतो, अन्यथा ते अपूर्ण ज्वलनाप्रमाणे अर्धवट राहील.

तटस्थ किंवा Stoichiometric ज्वलन

ते केवळ या प्रक्रियेसाठी योग्य असलेल्या वातावरणात जाणूनबुजून तयार केले जाऊ शकतात आणि त्यामध्ये योग्य घटकांची चाचणी करणे समाविष्ट आहे जेणेकरून त्यांच्या रचनेची काही वैशिष्ट्ये ओलांडली जाऊ नये आणि पूर्ण ज्वलन होईल.

हे, योग्य प्रमाणात ऑक्सिजनसह, घटकांचे अचूक ऑक्सिडायझेशन करणारी प्रतिक्रिया निर्माण करण्यासाठी पुरेसे असेल, ज्यामुळे यशस्वी आणि प्रचंड परिवर्तन होऊ शकत नाही.

ज्वलन सिद्धांताचे टप्पे

आम्ही आधी सांगितल्याप्रमाणे, ज्वलन ही खरोखर एक अतिशय वेगवान प्रतिक्रिया आहे आणि असे वाटणे विचित्र आहे की त्याचे टप्पे आहेत, परंतु जर तसे झाले तर ते इतके जलद घडतात की ते आत्मसात करणे फार कठीण आहे, ते केवळ नियंत्रित वातावरणातच जाणवते. आणि अभ्यासाचा विषय म्हणून.

ज्वलन सिद्धांताची प्रक्रिया पहिल्यापासून शेवटच्या टप्प्यापर्यंत अत्यंत गुंतागुंतीची असते, त्या काही सेकंदांमध्ये एकाच वेळी अनेक रासायनिक प्रक्रिया घडत असतात, तथापि, हे टप्पे आहेत. संशोधन उद्दिष्टे अनेक अभ्यासांमध्ये आणि या प्रक्रियेत निर्माण होणाऱ्या रासायनिक अभिक्रिया आजही अनेक तल्लख शास्त्रज्ञांच्या मनाला चकित करत आहेत.

च्या टप्पे ज्वलन सिद्धांत ते आहेत:

• पूर्व-प्रतिक्रिया: या अवस्थेत हायड्रोकार्बन घटकांच्या विसर्जनाने मूलद्रव्ये तयार होतात, नंतर ते ऑक्सिजनशी संवाद साधू लागतात. रॅडिकल्स ही खूप चढ-उतार करणारी एकके आहेत आणि प्रक्रियेत ते खूप लवकर विकसित आणि विघटित होतात, जर ज्वलन खूप अस्थिर असेल आणि ज्या गतीने रॅडिकल्स तयार होतात त्या प्रक्रियेशी जुळत नसल्यास, स्फोट होऊ शकतो.
• दुसरा टप्पा: जेव्हा प्रक्रियेचे सर्व भाग एकत्र येतात आणि ऑक्सिडेशनला जन्म देतात तेव्हा ऑक्सिजन आणि इंधन यांच्यामध्ये इलेक्ट्रॉन्सची मोठ्या प्रमाणावर देवाणघेवाण होते. हा ज्वलनाचा टप्पा देखील आहे जिथे जास्त उष्णता निर्माण होते, ज्यामुळे ज्वाला तयार होण्यास मार्ग मिळतो.
• अंतिम टप्पा: ज्वलनाच्या प्रकारावर अवलंबून, ते त्याचा शेवट ठरवेल, परंतु सामान्यतः असे होते जेव्हा ऑक्सिडेशन प्रक्रिया पूर्ण होते आणि वायू तयार होतात जे प्रतिक्रियेचा परिणाम असतात.

दहन सिद्धांत परिणाम

या प्रकारच्या प्रतिक्रियेमुळे अवशेषांची निर्मिती होते जी इंधन घटकांच्या ऑक्सिडेशनचा परिणाम आहे, सहसा यापैकी काही वायू असतात जे मानवी आरोग्यासाठी अत्यंत हानिकारक असतात, तसेच हवा प्रदूषित करतात, प्राण्यांवर देखील परिणाम करतात आणि ते हलतात. वातावरणाच्या दिशेने हरितगृह परिणाम बिघडतो, ज्यामुळे पर्यावरणासाठी इतर गुंतागुंत निर्माण होतात.

या प्रकारचा कचरा दोन वर्गांमध्ये विभागला जाऊ शकतो ज्याचा आम्ही खाली उल्लेख करतो:

• गॅस: हा शब्द अनेकांसाठी जे दर्शवितो त्याच्या बाहेर, प्रत्यक्षात यापैकी काही वायू माणसाच्या नाकातूनही लक्षात येऊ शकत नाहीत, परंतु सर्व काही नेहमी प्रतिक्रियेत सामील असलेल्या इंधनानुसार असेल.

हानिकारक ठरणाऱ्या वायूंमध्ये कार्बन मोनोऑक्साइड आहे, ज्याला सायलेंट किलर देखील म्हणतात, कारण तो कोणत्याही अर्थाने जाणवत नाही आणि जेव्हा हा वायू जास्त प्रमाणात आत घेतला जातो तेव्हा तो फुफ्फुसात प्रवेश करतो आणि नंतर ऑक्सिजनच्या जागी शिरामध्ये जातो. रक्त, ज्यामुळे दीर्घकाळ मृत्यू होतो.

• धूर: धूर ही ज्वलन प्रक्रियेत सामील असलेल्या वेगवेगळ्या वायू आणि घटकांनी बनलेली एक निर्मिती आहे, त्यात काही कण देखील असतात जे इंधनातून बाहेर पडतात आणि हवेत पसरतात. धूर हा अपूर्ण ज्वलनाचा परिणाम आहे ज्यामध्ये ऑक्सिडेशन पूर्णपणे झाले नाही आणि घटकांचे विघटन हवेत विखुरले गेले.

ढगाचा रंग विखुरलेल्या वायूंच्या रचनेबद्दल बरेच काही सांगू शकतो, उदाहरणार्थ; जर रंग हलका असेल तर याचा अर्थ असा की सर्वात मुबलक घटक ऑक्सिजन आहे आणि ते विषारी नाही, परंतु नाक आणि घशासाठी ते खूप त्रासदायक असू शकते. दुसरीकडे, जर ते काळे किंवा वेगवेगळ्या छटासह असेल, तर तुम्हाला सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे, कारण ते सूचित करते की खूप हानिकारक वायूंचे मिश्रण आहे.