完全燃焼と不完全燃焼の違い|化学

主な違い – 完全燃焼と不完全燃焼

燃焼反応は、燃料の酸化によってエネルギーを放出する化学反応です。エネルギーを放出する化学反応は、発熱反応と呼ばれます。したがって、燃焼反応は発熱です。燃料は酸化剤で酸化することができます。ほとんどの燃焼反応の酸化剤は大気中の酸素です。燃焼反応から放出されるエネルギーは、熱または光のいずれかです。エネルギーは主に熱の形で放出されます。光エネルギーも炎として放出されます。燃焼には、完全燃焼と不完全燃焼の2つの方法があります。完全燃焼と不完全燃焼の主な違いは、完全燃焼では二酸化炭素が炭素を含む唯一の生成物であるのに対し、不完全燃焼では一酸化炭素と炭素粉塵が生成物として形成されることです。

形成された主要分野

1.完全燃焼とは
– 定義、プロパティ、例
2.不完全燃焼とは
– 定義、プロパティ、例
3.完全燃焼と不完全燃焼の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.完全燃焼と不完全燃焼の違いは何ですか
– 主な相違点の比較

重要な用語:二酸化炭素、一酸化炭素、燃焼、発熱反応、火炎、燃料、酸化、酸化剤

完全燃焼とは

完全燃焼とは、燃料が完全に酸化することです。この反応は非常に発熱性であり、大量のエネルギーと限られた数の生成物を生成します。燃料の燃焼または燃焼では、燃料中の炭化水素が大気中の酸素によって酸化され、二酸化炭素 (CO₂ ) と水 (H₂ O) 製品として。十分な量の酸素が存在する場合、完全燃焼が起こります。酸素が存在すると、炭化水素の炭素原子は酸化されて二酸化炭素になり、水素は酸化されて水になります。完全燃焼の一般的な反応を以下に示します。

炭化水素 + 酸素 → 二酸化炭素 + 水

エタノールのような燃料の場合、完全燃焼は次のように与えられます。

C₂ H₅ OH_(l) + 3O_2(g) → 2CO_2(g) + 3H₂ O_(l)

完全な燃焼反応により、燃料中に存在する炭素、硫黄、その他の元素の酸化物が生成されます。炭素は二酸化炭素に酸化され、硫黄は二酸化硫黄に酸化されます。完全燃焼により、大気汚染物質の量が少なくなります。完全燃焼は、一般的に青い炎によって特徴付けられます。

図 01:完全燃焼で青い炎が生成されます。

大気中の酸素は体積の 21% しかないため、完全燃焼するには大量の空気が必要です。完全燃焼による副産物の量は少ないですが、それでも有害な排出物が追加されます。たとえば、二酸化炭素は地球温暖化の原因となる温室効果ガスです。

不完全燃焼とは

不完全燃焼は、燃料の部分酸化を伴う化学反応です。不十分な量の酸素がある場合、不完全燃焼が発生します。ここで、燃料は不完全に酸化されます。したがって、不完全燃焼は多くの副産物を形成します。しかし、この燃焼から放出されるエネルギーの量は比較的少ないです。不完全燃焼の主な生成物には、一酸化炭素 (CO)、炭素粉塵 (私たちは「すす」と呼んでいます)、水 (H₂) が含まれます。 O)。不完全燃焼の一般式を以下に示します。

炭化水素 + 酸素 → 一酸化炭素 + 炭素 + 水

副産物は、燃焼に関与する酸素の量によって異なる場合があります。たとえば、一酸化炭素またはすすだけが生成される場合があります。しかし、それは通常、一酸化炭素とすすの混合物を水と一緒に与えます.

たとえば、エチレンの不完全燃焼は、副産物として炭素と水をもたらす可能性があります。

C₂ H_4(l) + O_2(g) → 2C_(s) + 2H₂ O_(g)

エタノールの不完全燃焼は、水とともに一酸化炭素と炭素粉塵を形成する可能性があります。

C₂ H₅ OH_(l) + 2O_2(g) → 2CO_(g) + 3H₂ O_(l)

C₂ H₅ OH_(l) + O_2(g) → C_(s) + 3H₂ O_(l)

図 2:不完全燃焼で生成される黄色い炎

不完全燃焼は黄色い炎が特徴です。不完全燃焼はエネルギー放出量が少ないので好ましくない。さらに、この燃焼によって発生する一酸化炭素は大気汚染物質であり、人体にとって致命的です。一酸化炭素は血液中のヘモグロビンと結合し、体内の酸素輸送を制限します。

完全燃焼と不完全燃焼の類似点

完全燃焼も不完全燃焼も発熱です。
エネルギー形態として熱と光を生成します。
どちらの反応も副産物として水を生成します。
どちらの燃焼タイプも燃料の酸化を伴います。
これらの反応には、分子状酸素と燃料の結合が含まれます。
これらの燃焼反応は両方とも、好ましくないガスの排出につながります。
燃焼中に炎を形成することができます。

完全燃焼と不完全燃焼の違い

定義

完全燃焼: 完全燃焼は、燃料の完全な酸化です。

不完全燃焼: 不完全燃焼は燃料の部分酸化です。

解放されたエネルギー

完全燃焼: 完全燃焼は大量のエネルギーを生み出します。

不完全燃焼: 不完全燃焼は少量のエネルギーしか生成しません。

関与する酸素の量

完全燃焼: 十分な酸素が存在する場合、完全燃焼が発生します。

不完全燃焼: 十分な酸素が存在しない場合、不完全燃焼が発生します。

副産物

完全燃焼: 完全燃焼では、主な副産物として二酸化炭素と水が生成されます。

不完全燃焼: 不完全燃焼は、主要な副産物として一酸化炭素、炭素粉塵、水を生成します。

炎

完全燃焼: 完全燃焼すると青い炎が発生します。

不完全燃焼: 不完全燃焼すると黄色の炎が発生します。

環境への影響

完全燃焼: 完全燃焼は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を生成します。

不完全燃焼: 不完全燃焼は、大気汚染物質である一酸化炭素を生成します。

結論

燃焼反応は、燃料が燃焼したときにエネルギーを放出する発熱反応です。燃料の完全燃焼は大量のエネルギーを生み出しますが、不完全燃焼は少量のエネルギーを生み出します。これが完全燃焼と不完全燃焼の主な違いです。工業規模のアプリケーションでは、完全燃焼が非常に重要です。不完全燃焼は、木材を燃やして調理用の熱エネルギーを生成するなど、家庭のニーズに使用されます。燃焼には多くの用途がありますが、大気汚染物質として作用する環境への好ましくないガスの排出を引き起こします。