Differenza tra combustione completa e combustione incompleta

Differenza principale - Combustione completa vs Combustione incompleta

Una reazione di combustione è una reazione chimica che rilascia energia mediante l'ossidazione di un combustibile. Le reazioni chimiche che rilasciano energia sono chiamate reazioni esotermiche. Pertanto, le reazioni di combustione sono esotermiche. Un combustibile può essere ossidato con un agente ossidante. L'agente ossidante per la maggior parte delle reazioni di combustione è l'ossigeno atmosferico. L'energia che viene rilasciata dalle reazioni di combustione può essere sia di calore che di luce. L'energia è principalmente rilasciata sotto forma di calore; l'energia luminosa viene anche rilasciata come una fiamma. La combustione può avvenire in due modi: combustione completa e combustione incompleta. La differenza principale tra la combustione completa e la combustione incompleta è quella in completa combustione, il biossido di carbonio è l'unico prodotto che include carbonio mentre, nella combustione incompleta, il monossido di carbonio e la polvere di carbonio si formano come prodotti.

 Aree chiave formate

1. Cos'è la combustione completa
      - Definizione, Proprietà, Esempi
2. Che cos'è una combustione incompleta
      - Definizione, Proprietà, Esempi
3. Quali sono le somiglianze tra la combustione completa e la combustione incompleta
      - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra la combustione completa e la combustione incompleta
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: anidride carbonica, monossido di carbonio, combustione, reazione esotermica, fiamma, combustibile, ossidazione, agente ossidante

Cos'è la combustione completa

La combustione completa è la completa ossidazione del carburante. Questa reazione è altamente esotermica e produce un'elevata quantità di energia e un numero limitato di prodotti. Nella combustione del combustibile o nella combustione, gli idrocarburi nel combustibile sono ossidati dall'ossigeno atmosferico, dando anidride carbonica (CO₂) e acqua (H₂O) come prodotti. La completa combustione avviene dove c'è una quantità sufficiente di ossigeno presente. In presenza di ossigeno, gli atomi di carbonio in idrocarburi possono ossidarsi in anidride carbonica e l'idrogeno viene ossidato in acqua. Di seguito viene fornita la reazione generale per la combustione completa.

Idrocarburo + ossigeno → anidride carbonica + acqua

Per un combustibile come l'etanolo, la combustione completa può essere data come,

C₂H₅OH_(L)        +     3O_{2 (g)}            → 2CO_{2 (g)}      +     3H₂O_(L)

Le reazioni di combustione complete si traducono in ossidi di carbonio, zolfo e altri elementi presenti nel carburante. Il carbonio viene ossidato in anidride carbonica, mentre lo zolfo viene ossidato in anidride solforosa. La combustione completa risulta in una minore quantità di inquinanti atmosferici. La combustione completa può essere generalmente caratterizzata da una fiamma blu.

Figura 01: una fiamma blu viene creata in completa combustione.

Poiché l'atmosfera è composta solo dal 21% di ossigeno in volume, è necessaria molta aria per consentire la completa combustione. Anche se la quantità di prodotti che risultano dalla combustione completa è bassa, aggiunge ancora emissioni sfavorevoli. Ad esempio, il biossido di carbonio è un gas a effetto serra che causa il riscaldamento globale.

Che cos'è una combustione incompleta

La combustione incompleta è una reazione chimica che comporta l'ossidazione parziale di un combustibile. La combustione incompleta si verifica quando c'è una quantità insufficiente di ossigeno. Qui, il carburante è ossidato in modo incompleto. Quindi, la combustione incompleta forma un numero di sottoprodotti. Ma la quantità di energia rilasciata da questa combustione è relativamente bassa. I principali prodotti di combustione incompleta includono monossido di carbonio (CO), polvere di carbonio (la chiamiamo "fuliggine") e acqua (H₂O). Di seguito viene mostrata la formula generale per la combustione incompleta.

Idrocarburo + Ossigeno → Monossido di carbonio + Carbonio + Acqua

I sottoprodotti possono variare in base alla quantità di ossigeno che è coinvolto nella combustione. Ad esempio, a volte produce solo monossido di carbonio o fuliggine. Tuttavia, comunemente fornisce una miscela di monossido di carbonio e fuliggine insieme all'acqua.

Ad esempio, una combustione incompleta dell'etilene può causare carbonio e acqua come sottoprodotti.

C₂H_{4 (l)}           +         O_{2 (g)}       → 2C_(S)    +     2H₂O_(G)

La combustione incompleta di etanolo può formare monossido di carbonio e polvere di carbonio insieme all'acqua.

C₂H₅OH_(L)     +     2O_{2 (g)}     → 2CO_(G)    +    3H₂O_(L)

C₂H₅OH_(L)     +     O_{2 (g)}       → C_(S)          +    3H₂O_(L)

Figura 2: una fiamma gialla viene prodotta con una combustione incompleta.

La combustione incompleta è caratterizzata da una fiamma gialla. Poiché la quantità di energia rilasciata dalla combustione incompleta è bassa, non è auspicabile. Inoltre, il monossido di carbonio prodotto da questa combustione è un inquinante atmosferico ed è mortale per il corpo umano. Il monossido di carbonio può legarsi all'emoglobina nel nostro sangue e limitare il trasporto di ossigeno all'interno del corpo.

Somiglianze tra combustione completa e combustione incompleta

• Sia la combustione completa che la combustione incompleta sono esotermiche.
• Producono calore e luce come forme di energia.
• Entrambe le reazioni danno all'acqua un sottoprodotto.
• Entrambi i tipi di combustione implicano l'ossidazione di un combustibile.
• Queste reazioni implicano la combinazione di ossigeno molecolare con combustibile.
• Entrambe queste reazioni di combustione provocano emissioni di gas sfavorevoli.
• Possono formare fiamme mentre bruciano.

Differenza tra combustione completa e combustione incompleta

Definizione

Combustione completa: La combustione completa è la completa ossidazione del carburante.

Combustione incompleta: La combustione incompleta è l'ossidazione parziale del carburante.

Energia rilasciata

Combustione completa: La combustione completa produce un'alta quantità di energia.

Combustione incompleta: La combustione incompleta produce una bassa quantità di energia.

Quantità di ossigeno coinvolto

Combustione completa: La combustione completa avviene quando c'è abbastanza ossigeno presente.

Combustione incompleta: La combustione incompleta si verifica quando non c'è abbastanza ossigeno presente.

sottoprodotti

Combustione completa: La combustione completa produce anidride carbonica e acqua come sottoprodotti principali.

Combustione incompleta: La combustione incompleta produce monossido di carbonio, polvere di carbone e acqua come sottoprodotti principali.

Fiamma

Combustione completa: La combustione completa crea una fiamma di colore blu.

Combustione incompleta: La combustione incompleta crea una fiamma di colore giallo.

Effetto sull'ambiente

Combustione completa: La combustione completa produce anidride carbonica che può causare il riscaldamento globale.

Combustione incompleta: La combustione incompleta produce monossido di carbonio che è un inquinante atmosferico.

Conclusione

Le reazioni di combustione sono reazioni esotermiche che rilasciano energia quando il combustibile viene bruciato. La combustione completa di un combustibile produce una quantità elevata di energia, mentre una combustione incompleta produce meno energia. Questa è la principale differenza tra la combustione completa e la combustione incompleta. La combustione completa è molto importante nelle applicazioni su scala industriale. La combustione incompleta viene utilizzata in ambito domestico come la combustione di legna per produrre energia termica per cucinare, ecc. Anche se ci sono numerosi usi nella combustione, provoca l'emissione di gas sfavorevoli nell'ambiente che può agire come inquinanti dell'aria.

Riferimenti:

1. "GCSE Bitesize: Combustion." BBC. BBC, n. Web. Disponibile qui. 24 luglio 2017. 
2. "Combustione". Combustione. N., n. Web. Disponibile qui. 24 luglio 2017. 

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