燃烧

✍ dations ◷ 2024-12-22 16:40:43 #燃烧

燃烧是物体快速氧化，产生光和热的过程。燃烧的本质是氧化还原反应。广义燃烧不一定要有氧气参加，任何发光、发热、剧烈的氧化还原反应，都可以叫燃烧。燃烧需要三种要素并存才能发生，分别是可燃物如燃料、助燃物如氧气、以及温度要达到燃点。燃烧三要素并称为火三角。助燃物是燃烧反应中的氧化剂，氧气是燃烧反应中最常见的助燃物，但其他化合物也可能是助燃物，例如镁带可以在二氧化碳中燃烧，此时二氧化碳即为助燃物。在一个完整的燃烧反应中，一物质和氧化剂（如氧气、氟气）反应，其生成物为燃料的各元素氧化反应后的产物。例如：然而在真实情况下不可能达到完整的燃烧反应。当燃烧反应达到化学平衡时，会产生多种主要和次要产物；例如燃烧碳时会产生一氧化碳和煤烟。此外，在大气中发生燃烧反应时，因为大气中含有78%的氮气的缘故，会产生各式各样的氮氧化物和氮化物。完全燃烧是指燃料和充量的助燃物完全进行燃烧反应。当碳氢化合物在氧气中燃烧时，一般会产生二氧化碳和水。化学元素在燃烧时多半会生成氧化物﹐例如碳会变成二氧化碳﹐硫会变成二氧化硫﹐铁会变成氧化铁。若助燃物是氧气时，氮一般是视为不会燃烧，但若助燃物是空气时，会形成少量的氮氧化物（NOx）。燃烧后的产物不一定是氧化数最高的氧化数，而且形成的氧化数和温度有关。例如将硫在空气中燃烧，不容易形成三氧化硫。在温度超过2,800 °F（1,540 °C）时，会开始产生NOx，更高温时的NOx更多。NOx的量也会随氧过量的比例而变。近代的连锁反应理论将燃烧解释为游离基的链式反应，在反应过程中发光、放热。这个理论将燃烧的链式反应分为三个阶段：“链引发”、“链传递”、“链终止”。链引发阶段即产生游离基并形成反应链的阶段。产生游离基的方法有很多，包括但不限于点燃、光照、辐射、催化、加热。少数物质间会自发化合引发燃烧，如氟气和氢气在冷暗处就能剧烈燃烧引发爆炸。链传递阶段，游离基反应的同时又产生更多的游离基，使燃烧持续甚至扩大。链终止阶段，游离基失去能量或者所有物质反应尽，没有新游离基产生而使反应链断裂，反应结束。

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