Een verbrandingsreactie, soms afgekort als RXN, is elke reactie waarbij een brandbaar materiaal wordt gecombineerd met zuurstof of wordt geoxideerd. De meest voorkomende verbrandingsreactie is een brand waarbij koolwaterstoffen in de lucht worden verbrand om koolstofdioxide, waterdamp, hitte, licht en vaak as te produceren. Terwijl andere chemische reacties warmte kunnen produceren, hebben verbrandingsreacties altijd specifieke kenmerken die aanwezig moeten zijn om een ​​reactie een echte verbrandingsreactie te laten zijn.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een verbrandingsreactie is een chemische reactie waarbij een materiaal wordt gecombineerd met zuurstof om licht en warmte af te geven. In de meest voorkomende verbrandingsreacties, koolwaterstof-bevattende materialen zoals hout, benzine of propaan, branden in lucht om koolstofdioxide en waterdamp vrij te geven. Andere verbrandingsreacties, zoals het verbranden van magnesium om magnesiumoxide te produceren, verbruiken altijd zuurstof, maar produceren niet noodzakelijk koolstofdioxide of waterdamp.

Hoe verbranding plaatsvindt

Voor een verbranding reactie om door te gaan, brandbare materialen en zuurstof moeten aanwezig zijn, evenals een externe energiebron om de verbranding te starten. Terwijl materiaal spontaan in vlammen zal schieten wanneer het wordt samengebracht met zuurstofgas, hebben de meeste stoffen een vonk of andere energiebron nodig om te kunnen branden. Zodra de verbrandingsreactie begint, is de warmte die door de reactie wordt gegenereerd voldoende om hem in beweging te houden.

Als u bijvoorbeeld een houtvuur start, worden de koolwaterstoffen in het hout gecombineerd met zuurstof in de lucht om koolstofdioxide te vormen en waterdamp, het vrijgeven van energie in de vorm van warmte en licht. Om het vuur te starten, hebt u een externe energiebron nodig, zoals een lucifer. Deze energie breekt de bestaande chemische bindingen zodat de koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen kunnen reageren.

De verbrandingsreactie geeft veel meer energie af dan nodig is om de chemische bindingen te verbreken. Als gevolg blijft het hout branden totdat de koolwaterstoffen zijn opgebruikt. Alle niet-koolwaterstofverontreinigingen in het hout worden als as afgezet. Nat hout brandt niet goed omdat het water in het natte hout wordt omgezet in stoom, verbruikt energie. Als alle energie die door de verbrandingsreactie wordt geproduceerd, wordt gebruikt om het water in het hout te verdampen, blijft er niets over om de reactie op gang te houden en gaat het vuur uit.

Voorbeelden van verbrandingsreacties

De verbranding van methaan, het belangrijkste bestanddeel van aardgas, is een voorbeeld van een typische verbrandingsreactie. Kachels en ovens die op aardgas lopen, hebben een waakvlam of een vonk om de externe energie te leveren die nodig is om de verbrandingsreactie te starten.

Het methaan heeft de chemische formule CH _{4 en het brandt met zuurstofmoleculen uit de lucht, chemische formule O 2. Wanneer de twee gassen in contact komen, begint de verbranding niet omdat de moleculen stabiel zijn. Binnen een vonk of waakvlam, worden de enkele zuurstofbinding en de vier methaanbindingen verbroken, en de individuele atomen reageren om nieuwe bindingen te vormen.}

Twee zuurstofatomen reageren met het koolstofatoom om een ​​molecuul koolstofdioxide te vormen en nog twee zuurstofatomen reageren met de vier waterstofatomen om twee moleculen water te vormen. De chemische formule is CH _{4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 20. De vorming van de nieuwe moleculen geeft een aanzienlijke hoeveelheid energie af in de vorm van warmte en licht.}

De verbranding van magnesium geeft geen koolstofdioxide of waterdamp af, maar het is nog steeds een verbrandingsreactie omdat het een exotherme reactie van een brandbaar materiaal met zuurstof. Het plaatsen van magnesium in de lucht is niet voldoende om de verbranding te starten, maar een vonk of vlam breekt de verbindingen van de zuurstofmoleculen in de lucht om de reactie te laten doorgaan.

Het magnesium combineert zich met zuurstof uit de lucht magnesiumoxide en overtollige energie. De chemische formule voor de reactie is O _{2 + 2Mg = 2MgO, en de overtollige energie wordt vrijgegeven in de vorm van intense hitte en helder, wit licht. Dit voorbeeld laat zien dat een chemische reactie een verbrandingsreactie kan zijn zonder de kenmerken van een traditioneel vuur te hebben}