Kémia Tanuljunk

A tökéletes és a tökéletlen égés

Az égés folyamatai heves reakciók. Ha rézdrótot hevítünk, akkor az lassan felizzik, de a lángból kivéve nagyon rövid idő alatt megszűnik az izzása. Mindennek ellenére a réz egyesül az oxigénnel, sőt a reakció – ha nagyon kevéssé is, de – exoterm:

réz + oxigén ——–> réz-oxid.

A réz oxigénnel való egyesülését éppen ezért általában nem szoktuk égésnek nevezni. Helyette az oxigénnel való reakcióra használt oxidáció általános megjelölést is használhatjuk. A rezet tehát levegőn hevítve oxidáltuk.

Az élő szervezet bonyolult anyagok keveréke. A legtöbb élőlény, így az ember is saját anyagainak (az ún. szerves anyagoknak) oxidálásából nyeri energiáját:

szerves anyag + oxigén ——–> szén-dioxid + víz (+ egyéb anyagok)

Ez a folyamat rengeteg lépésből áll, s csupán a legvégső állomása a szén-dioxid és víz. A reakció nagyon hasonlít a metán korábbiakban már megismert égéséhez, s a folyamat lényegét tekintve valóban ugyanaz is. Még hő is termelődik közben: ennek köszönhető a testünket körülvevő levegőnél magasabb testhőmérsékletünk. A felszabaduló energia egy részét munkavégzésre fordítjuk. Fényjelenség azonban nem figyelhető meg, mert az égés nem heves. A folyamat exoterm, ekkor is oxidáció történik. Az élő szervezetben végbemenő ilyen átalakulásokat a heves, gyors égés helyett – megkülönböztetésül – lassú égésnek nevezik.

Vizsgáljuk meg a Bunsen-égő lángját!

Minél nagyobb a levegő-nyílás, annál kevésbé világító lánggal ég a gáz. Teljesen kinyitott állapotban fúvó hang is hallható, és a láng közepén kis “üreg” figyelhető meg.

Attól függően, hogy mennyi levegőt juttatunk a kiáramló földgázhoz (a metánhoz), az égés különböző módon megy végbe. Amikor befogtuk az oldalsó lyukat, akkor csak a kiáramló gáz találkozik a levegővel, a nyitott lyuk esetében a levegővel már a csőben keveredik. Ez okozza a különbségeket.

Állítsunk elő ismét világító lángot az égő oldalsó nyílásának elzárásával, majd tartsunk óvatosan üveglapot a láng fölé! Mit tapasztalunk?

Korom rakódik le az üveglapra.

A metán égéséhez nem elegendő az oxigén, tökéletlen égése során a széntartalom egy része nem ég el szén-dioxiddá. Az apró koromszemcsék a lángban a hő hatására felizzanak, ez okozza a láng világító hatását.

Fokozzuk a beáramló levegő mennyiségét a Bunsen-égőn lévő oldalsó lyuk kinyitásával! Egy szűrőpapírt mártsunk hirtelen és rövid ideig úgy a lángba, hogy az csupán néhány milliméterrel legyen a nyílás fölött! Tartsunk egy kis ideig hurkapálcát is a lángba úgy, hogy az csupán néhány milliméterrel legyen a nyílás fölött!

A szűrőpapír kör alakban perzselődik meg. A hurkapálcán két fekete sáv figyelhető meg.

Bunsen-égő lángjának vizsgálata

Mit bizonyít ez a két kísérlet?

Kémcső melegítése Bunsen égővel helyesen

A legnagyobb melegítő hatást akkor érhetjük el, ha a tárgyat a láng csúcsába helyezzük.

A kályhában a kémény eldugulásakor az oxigénhiány miatt szén-dioxid helyett részben szén-monoxid keletkezik, amely már kis mennyiségben is halálos mérgezést, fulladást okoz.

Az égés lehet

  • gyors: ekkor az energia a hő mellett fény-, esetleg hangjelenség formájában adódik át a környezetnek,
  • lassú: ekkor csak hőfelszabadulás kíséri (a munkavégzésen kívül),
  • tökéletes: ekkor az anyag minden oxidálható alkotórésze teljesen oxidálódik,
  • tökéletlen: ekkor az oxidáló anyag (pl. levegő) nem elegendő a teljes oxidációhoz, így a széntartalmú anyagok széntartalmának egy részéből szén-dioxid helyett korom (vagy más, kevésbé oxidált anyag) keletkezik.

A szűkebb értelemben vett égés feltételei:

  • levegő (oxigén),
  • éghető (oxidálható) anyag,
  • általában valamilyen gyújtóeszköz (az aktiváláshoz).
%d bloggers like this: