Quina diferència hi ha entre l’oxidació i la combustió? Quines són les condicions per a tots dos? Reaccions?


Resposta 1:

La combustió és una cosa divertida, fins i tot per a aquells que ho han estudiat més temps del que jo. Per començar, tots els processos de combustió comporten oxidació (algunes possibles excepcions), però no totes les reaccions d'oxidació són combustió. Això fa que la combustió sigui un subconjunt de reaccions d’oxidació. En general, la combustió s'anomena flux autònom (o autopropagador) que reacciona.

Quan un sòlid crema, les espècies oxidants es difonen cap a la superfície i, sovint, en una estructura porosa, les espècies oxidades i parcialment oxidades es difonen. Les espècies oxidades també poden deixar fragments de combustible resultants de piròlisi i gasificació.

Els fragments de combustible i les espècies parcialment oxidades reaccionen a més en estat gasós, proporcionant una part o la totalitat de l’energia necessària per conduir la química heterogènia de l’oxidació a la superfície sòlida.

Quan un líquid crema, el líquid combustible s’evapora completament o parcialment. L’oxidació té lloc en estat gasós, amb la calor de la combustió proporcionant l’energia per a una major evaporació.

La combustió de combustibles gasosos, per descomptat, es produeix completament en estat gasós, tret que es produeixi formiga sutge com a conseqüència de la inanició d'oxigen local. En aquest cas, la combustió del sutge és heterogènia, com passa amb els combustibles sòlids.

Les principals espècies implicades en el flux de reacció autopropagadora són:

H •

OH •

O •

HO2 •

Les reaccions d’aquestes espècies mantenen el conjunt de radicals lliures necessaris per iniciar la piròlisi i l’oxidació del combustible. Aquestes espècies participen en les principals reaccions de ramificació en cadena.

Els principals fragments de combustible reactiu en la combustió gasosa són:

CH3 •

CH2 • ??

CH •

C2H3 •

C2H •

HCO •

CO •

Aquestes espècies són intermedis en la conversió de combustible en últim terme en CO2 i H2O. Aquestes espècies són les responsables de la majoria de les reaccions de terminació en cadena.

Les principals espècies oxidants en una combustió heterogènia (gas-sòlid) són:

O2

CO2

H2O

Hi ha alguns casos especials que es reconeixen generalment com a combustió, però que no s’ajusten a les descripcions ordenades anteriorment. Aquests inclouen:

Reaccions tèrmites: típicament un òxid de metall que reacciona amb un metall. Hi pot haver o no subproductes gasosos

Reaccions intermetàl·liques: reacció entre dos metalls, o entre un metall i un semiconductor. Rarament hi ha subproductes gasosos, tret que un dels metalls tingui una alta pressió de vapor a la temperatura de reacció.

Cèl·lules de combustible: L’oxidació del combustible i la reducció de l’oxidant es produeixen en llocs separats físicament, separats per un electròlit. En determinats processos de piles de combustible, com les piles de combustible d’òxid sòlid, les equacions matemàtiques que descriuen el flux i la química són molt similars a les de les flames de difusió laminar.


Resposta 2:

Diria que la combustió és un procés d’oxidació particular. Si hagués de definir la combustió, l’oxidació gasosa seria ràpida. Normalment l’oxidant gasós és O2, però he vist el terme utilitzat per a la reacció amb Cl2 o F2.

Per a qualsevol procés d’oxidació (o procés redox ja que quan un element s’oxida, s’ha de reduir un altre), cal un agent oxidant i un agent reductor com a mínim. Sovint és útil tenir un medi (com un dissolvent) on reaccionar. Algunes reaccions d’oxidació es beneficien d’un catalitzador.

Les condicions típiques de combustió també requereixen un agent oxidant gasós i un agent reductor (és a dir, un combustible) que pugui reaccionar amb ell. Sovint es requereix una font d’ignició (penseu en el triangle de foc que vau veure a l’escola primària), però hi ha una cosa de “combustió espontània” on la temperatura ambient és prou “calenta” per iniciar el procés.

Exemples de combustió:

C3H8 (propà) + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

2 Na + Cl2 → 2 NaCl

Exemples d’oxidació:

4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (no prou ràpid per ser considerat "combustió")

3 C2H6O (etanol) + 2 CrO3 + 6H + → 3 C2H4O2 (àcid acètic) + 2 Cr (3+) + 3 H2O


Resposta 3:

Les dues reaccions més importants que va tenir en química són l’oxidació i la reducció. Sempre que s’oxida alguna cosa, s’ha de reduir una altra cosa.

No hi ha cap “reacció de combustió” en la química, però l’oxidació n’és part. La combustió és una reacció RedOx en general. Es pot dir que, en una combustió, es produeixen reaccions d’oxidació i reducció i es produeix molta entalpia (energia).