Khái niệm phản ứng cháy - Đặc điểm, ví dụ của phản ứng cháy

Tổng hợp khái niệm, đặc điểm, ví dụ minh họa về phản ứng cháy giúp các bạn dễ dàng phân biệt phản ứng cháy với các phản ứng khác.

Khái niệm phản ứng cháy, nổ

- Phản ứng cháy là phản ứng oxi hóa – khử có tỏa nhiệt và phát sáng.

- Phản ứng cháy xảy ra khi và chỉ khi:

    + Chất cháy là chất có thể cháy được.

    + Chất oxi hóa là chất gây cháy, thường là oxygen.

    + Nguồn nhiệt: cung cấp nhiệt hoặc gây bắt lửa.

- Phản ứng nổ là phản ứng xảy ra với tốc độ rất nhanh, mạnh, tỏa nhiều nhiệt và ánh sáng, gây ra sự tăng thể tích đột ngột, tạo ra tiếng nổ mạnh.

- Phản ứng nổ xảy ra khi và chỉ khi:

    + Nổ lý học: là nổ do áp suất trong một thể tích tăng lên quá cao thể tích đó không chịu được áp lực lớn nên bị nổ (như nổ săm lốp xe khi bị bơm quá căng, nổ nồi hơi các thiết bị áp lực khác…)

    + Nổ hóa học: là hiện tượng cháy xảy ra với tốc độ nhanh làm hỗn hợp khí xung quanh giãn nở đột biến sinh công gây nổ.

    + Nổ hạt nhân: là vụ nổ gây bởi phản ứng nhiệt hạch hoặc phản ứng phân hạch.

Đặc điểm của phản ứng cháy

Các đặc điểm cơ bản của phản ứng cháy:

- Có xảy ra phản ứng hóa học.

- Có tỏa nhiệt.

- Có phát sáng.

2. Ví dụ về phản ứng cháy

* Quá trình đốt cháy nguyên tố Magie(Mg)

2Mg + O₂→ 2MgO

Tại đây, 2 nguyên tử magie phản ứng với một phân tử oxy tạo ra 2 phân tử của hợp chất magie oxit MgO ( hợp chất bị oxi hóa) và giải phóng một lượng lớn nhiệt.

Dạng chung của phản ứng cháy

hydrocarbon + oxy → carbon dioxide + nước

* Quá trình cháy của khí gas

Quá trình đốt mêtan

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

Đốt naphthalene

C₁₀H₈ + 12O₂ → 10CO₂ + 4H₂O

Đốt cháy của etan

2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O

Đốt butan (thường được tìm thấy trong bật lửa)

2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O(g)

Đốt cháy methanol (còn được gọi là rượu gỗ)

2CH₃OH(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O(g)

Quá trình cháy của propane (được sử dụng trong lò nướng và lò sưởi)

2C₃H₈(g) + 7O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O(g)

* Than đá (carbon) cháy trong không khí

- Hiện tượng: Phản ứng tỏa nhiệt mạnh, phát ra ánh sáng đỏ.

- Phương trình hóa học: C + O2 → CO2

- Sự thay đổi số oxi hóa của các chất trong phản ứng: 

+ Phản ứng này thuộc loại phản ứng oxi hóa khử.

+ C là chất khử (số oxi hóa tăng từ 0 lên +4)

+ O2 là chất oxi hóa (số oxi hóa giảm từ 0 xuống -2)

3. Phân loại quá trình đốt cháy

Quá trình đốt cháy, giống như tất cả các phản ứng hóa học, không phải lúc nào cũng tiến hành hiệu quả 100%. Nó dễ bị hạn chế các chất phản ứng giống như các quá trình khác. Vì vậy, có hai loại đốt cháy là:

Đốt cháy hoàn toàn - Còn được gọi là "đốt sạch", đốt cháy là quá trình oxy hóa một hydrocacbon chỉ sản sinh ra carbon dioxide và nước. Một ví dụ về đốt cháy là đốt sáp nến, nơi nhiệt từ bấc bay hơi sáp (một hydrocacbon), phản ứng với oxy trong không khí để giải phóng carbon dioxide và nước. Lý tưởng nhất, tất cả các vết bỏng sáp nên không có gì vẫn còn một khi nến được tiêu thụ. Hơi nước và khí carbon dioxide biến mất vào không khí.

Đốt cháy không đầy đủ - Còn được gọi là "đốt cháy bẩn", quá trình đốt cháy không hoàn toàn là quá trình oxy hóa hydrocarbon tạo ra carbon monoxide và / hoặc carbon (bồ hóng) ngoài carbon dioxide. Một ví dụ về quá trình cháy không hoàn toàn sẽ là đốt than, nơi có rất nhiều bồ hóng và carbon monoxit được giải phóng. Nhiều nhiên liệu hóa thạch đốt cháy không đầy đủ, giải phóng các sản phẩm chất thải.

4. Điều kiện để phản ứng đốt cháy xảy ra

Để phản ứng đốt cháy xảy ra cần có 3 điều kiện chính: chất gây cháy, chất cháy và phần năng lượng kích thích ban đầu cho sự cháy.  Nếu thiếu một trong ba điều kiện trên thì phản ứng đốt cháy không thể xảy ra.

- Chất gây cháy, có nghĩa là chất mang oxi

- Chất cháy, có nghĩa là chất đốt

- Một năng lượng tối thiểu chẳng hạn như nhiệt, những tia lửa, một ngọn lửa, một áp suất, một sự cọ sát...

Ví dụ:

Phản ứng đốt cháy hay gặp nhất ở các chất hữu cơ, sản phẩm thường tạo thành khí CO₂ và hơi nước. Tùy vào cấu tạo phân tử của hợp chất hữu cơ mà sản phẩm cháy có thêm một số chất khác như N2...

- Phản ứng đốt cháy metan

CH₄ + 2O₂ →CO₂ + 2H₂O

- Đốt cháy naphthalene

C₁₀H₈ + 12O₂→10CO₂ + 4H₂O

- Đốt cháy methanol (hay còn gọi là rượu gỗ)

2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O