Verbrandingsreacties

Verbrandingsreacties zijn chemische reacties waarbij een brandstof reageert met een oxidator, meestal zuurstof uit de lucht, met als gevolg de afgifte van warmte en doorgaans de vorming van kooldioxide (CO2) en water (H2O). Bij snelle, volledige verbranding is de opbrengst van energie hoog en ontstaat zuivere CO2 en H2O.

Er zijn twee hoofdtypen verbranding: volledige verbranding en incomplete verbranding. Bij volledige verbranding reageren de reagentia met voldoende zuurstof, waardoor CO2 en H2O ontstaan en weinig rook of roet vrijkomt. Bij incomplete verbranding is niet genoeg zuurstof aanwezig, of verloopt de reactie trager, waardoor ook koolmonoxide (CO) en/of roet (C) kan ontstaan en minder energie wordt vrijgegeven.

De verbrandingsreactie vereist drie elementen: brandstof, oxidator en voldoende warmte om de reactie op gang te brengen en te houden (de branddriehoek). In de praktijk is zuurstof uit de lucht de oxidator; verbranding vindt doorgaans plaats in een verwarmde, goed gemengde omgeving; een gebrek aan een van de drie elementen kan de verbranding belemmeren.

Voorbeelden en wetmatigheden: bij koolwaterstoffen geldt over het algemeen de stelling dat ze reageren met O2 naar CO2 en H2O. Een vereenvoudigde formule voor volledige verbranding is CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O. Incomplete verbranding kan CO en roet opleveren en levert vaak minder warmte.

Toepassingen en gevolgen: verbrandingsreacties leveren energie voor verwarming, transport en industrie. Ze dragen bij aan luchtverontreiniging en klimaatverandering door CO2 en, bij hoge temperaturen, NOx en fijn stof. Veiligheid en efficiëntie hangen af van controle over mengverhoudingen en omstandigheden.