Con la denominazione di combustione si indica una classe particolare di reazioni di ossidazione caratterizzate dalla presenza di ossigeno gassoso (O2) o di specie chimiche di natura ossidante che possono liberare ossigeno o che esplicano una funzione analoga di agente ossidante (ad esempio nitrati, nitriti, ozono, perclorati, clorati, permanganati, cromati, ioni metallici ad alti stati di ossidazione, perossidi, ossidi). Questi ossidanti in presenza di sostanze riducenti possono dare origine in particolari condizioni ad una vigorosa reazione di ossidazione con produzione di sottoprodotti gassosi o finemente suddivise (fumi) ed emissione di calore e di radiazione elettromagnetica (fiamma). Questa reazione viene chiamata COMBUSTIONE.<\/p>\n
L’agente ossidante viene chiamato COMBURENTE (comunemente Ossigeno, Aria) mentre l’agente riducente viene chiamato COMBUSTIBILE (di solito Petrolio, Benzina, Gasolio, Olio Combustibile, Carbone, Legno, Metano, Propano, Butano).<\/p>\n
Affinch\u00e8 la\u00a0 combustione avvenga occorre che entrambi i reagenti si trovino allo STATO GASSOSO al momento della reazione. Questo comporta che, se il combustibile od il comburente si trovino allo stato solido o liquido, avvenga una precedente trasformazione fisica in grado di portare i reagenti allo stato gassoso; ad esempio un riscaldamento o un abbassamento di pressione possono provocare la parziale evaporazione dei pi\u00f9 comuni combustibili idrocarburici che in questo modo sono in grado di reagire con l’ossigeno dell’aria.<\/p>\n
La reazione di combustione \u00e8 di natura radicalica, cio\u00e8 avviene per generazione, propagazione e distruzione radicali. Questi sono specie chimiche caratterizzate dalla presenza di almeno un elettrone non appaiato con un altro elettrone e quindi con un’orbitale non totalmente occupato. Questo rende il radicale altamente reattivo, poich\u00e9 tender\u00e0 ad acquisire l’elettrone mancante ed abbassare la propria energia a spese delle molecole dell’ambiente circostante e quindi a generare altri radicali che, tramite una propagazione “a catena”, a loro volta genereranno radicali fino a che le condizioni di temperatura, pressione e presenza di reagenti lo consentiranno.<\/p>\n
I passaggi reattivi che portano alla combustione sono essenzialmente tre:<\/p>\n
1. Innesco iniziale con scissione delle molecole iniziali e formazione dei primi radicali, O\u00b7
\n(radicale dell’ossidante), R\u00b7 (radicale del riducente)<\/p>\n
O2<\/sub> -> 2 O\u00b7<\/p>\n R-R -> 2 R\u00b7<\/p>\n 2. Propagazione dei radicali (reazione a catena)<\/p>\n O\u00b7 + O2<\/sub> -> O2<\/sub> + O\u00b7<\/p>\n O\u00b7 + R2<\/sub> -> RO + R\u00b7<\/p>\n 3. Terminazione della catena (incontro di due radicali)<\/p>\n O\u00b7 + O\u00b7\u00a0 -> O2<\/sub><\/p>\n O\u00b7 + R\u00b7 -> RO<\/p>\n R\u00b7 + R\u00b7 -> R2<\/sub><\/p>\n I primi due processi tendono a fare proseguire la combustione, mentre il terzo tende ad estinguerla. Oltre a questi ce ne sono altri che tendono a formare altre specie neutre o cariche elettricamente che contribuiscono al processo totale nelle sue manifestazioni.<\/p>\n Generalmente i prodotti di combustione in presenza di aria sono Anidride carbonica (CO2), Ossidi di Azoto (NyOx, dove i pedici y,x indicano stechiometrie variabili), Fumi (aggregati microscopici di particelle solide La fiamma tipica nei pi\u00f9 comuni fenomeni di combustione \u00e8 la manifestazione dell’eccitazione degli elettroni delle specie chimiche\u00a0 e delle particelle (solitamente Sodio e Carbonio) coinvolte nel processo a seguito di riscaldamento dovuto al calore liberato nella combustione. Questi elettroni vengono eccitati Perch\u00e9 una combustione sia autosostenuta una volta innescata, occorre che il calore generato sia sufficiente per fare vaporizzare continuamente combustibile e comburente. In caso contrario la reazione si autoestingue come avviene per la cera delle candele che brucia, ma non \u00e8 combustibile alle temperature ordinarie; infatti la candela utilizza uno stoppino che serve ad aumentare la superfice di reazione e consentire la continua vaporizzazione della cera. Anche alcool etilico incendiato tende ad autoestinguersi; La combustione di tutte le sostanze\/elementi \u00e8 analoga a quella in presenza di ossigeno e combustibili tenendo conto della definizione pi\u00f9 generale di ossidazione.<\/p>\n Anche il ferro ed altri metalli finemente suddivisi danno origine a fenomeni di combustione con formazione Alcuni siti interessanti che trattano la teoria e gli aspetti pratici della combustione sono:<\/p>\n http:\/\/digilander.iol.it\/maryjack\/incendi\/teoria.htm<\/a><\/p>\n
\nvaporizzate, Molecole provenienti dalla non completa disgregazione delle molecole riducenti), calore, emissione di luce.<\/p>\n
\na stati di energia maggiori e poi ritornano allo stato iniziale liberando energia sotto forma di radiazione elettromagnetica che l’occhio umano percepisce come luce.<\/p>\n
\ntuttavia se viene preriscaldato (in questo modo si aumenta la sua tendenza a vaporizzare) la reazione di combustione procede pi\u00f9 a lungo.
\nATTENZIONE!: evitare in ogni modo di tentare l’esperimento in cucina; la reazione potrebbe divenire
\nincontrollata e provocare incendi!)<\/p>\n
\ndi ossidi metallici. In questo caso si definiscono Metalli allo stato “piroforico” per sottolineare uno stato solido talmente finemente polverizzato da innescare spontaneamente il processo ossidativo (teniamo
\nconto che particelle finissime sono quasi equiparabili a gas) come avviene comunemente nelle lampade flash monouso, in cui una polvere non troppo fine di magnesio viene ossidata emettendo un lampo di luce, anche se in questo caso occorre un innesco elettrico.<\/p>\n