الفرق بين الاحتراق التام والاحتراق غير التام

الاحتراق هو أن يتم حرق أي مادة وجود الأكسجين. وهناك نوعان من الاحتراق، ويمكن أن يكون النوع الأول هو الاحتراق التام ويتم فيه حرق أي مادة بوجود كمية كافية من الأكسجين، وفي هذه الحالة يتكون ثاني أكسيد الكربون والماء. أما النوع الثاني فهو الاحتراق غير التام ويتم فيه حرق أي مادة بوجود كمية كافية من الأكسجين، وفي هذه الحالة يتكون أول أكسيد الكربون الذي هو غاز سام .

ما هو الاحتراق التام

الاحتراق التام هو عبارة عن تفاعلات تحدث بوجود كمية كافية من الأوكسجين، وتترتب عليها إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء. ومن الأهمية بمكان كتابة معادلات متوازنة بشكل صحيح لهذه التفاعلات، لأنها تشكل جزءا كبيرا من حسابات الكيمياء الحرارية. ويزداد صعوبة اشتعال الهيدروكربونات مع زيادة حجم جزيئاتها، لأن الجزيئات الأكبر حجما لا تتبخر بسهولة. ويكون التفاعل أفضل إذا تم خلط الأكسجين والهيدروكربون جيدا كغازات، وتحترق جميع الهيدروكربونات بلهب أزرق. ومع ذلك، يميل الاحتراق التام إلى أن يكون أقل اكتمالا مع ارتفاع عدد ذرات الكربون في الجزيئات، وهذا يعني أنه كلما زاد حجم الهيدروكربون زاد احتمال الحصول على لهب أصفر ودخان .

والاحتراق التام هو تفاعل كيميائي يشمل مادة متفاعلة ومؤكسدة، وعادة ما يكون الأكسجين هو المؤكسد، وتنتج منتجات هذا التفاعل الحرارة والطاقة، وتكون تفاعلات الاحتراق التام تفاعلات أكسدة واختزال، حيث يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال لإنتاج الحرارة والطاقة، وعادة ما يكون هناك وقود ومؤكسد متوفران لحدوث التفاعل في الاحتراق التام، ولا يكون الاحتراق التام ذو أهمية فقط في حياتنا اليومية لإنتاج الطاقة، بل أيضا للحفاظ على حياتنا؛ عندما تقوم خلايا أجسامنا بتحطيم السكر (الجلوكوز) لإطلاق الطاقة، فإنها تفعل ذلك عن طريق تفاعل احتراق تام في التنفس الخلوي الهوائي، وأثناء التنفس الهوائي، يتم حرق الجلوكوز بوجود الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة، ويتم أيضا توليد كمية صغيرة من الحرارة في هذه العملية لأنها تفاعل طارد للحرارة .

ما هو الاحتراق غير التام

يمكن أن يؤدي الاحتراق غير التام حيث لا يوجد كمية كافية من الأكسجين إلى تكوين أول أكسيد الكربون أو الكربون ، وكطريقة بسيطة للتفكير في الأمر يحصل الهيدروجين في الهيدروكربون على الفرصة الأولى للأكسجين ، ويصل الكربون إلى ما تبقى ، ويحول وجود جزيئات الكربون المتوهجة في اللهب إلى اللون الأصفر ، وغالباً ما يكون الكربون الأسود مرئيًا في الدخان ، ويتم إنتاج أول أكسيد الكربون كغاز سام عديم اللون .

يحدث الاحتراق غير التام عندما يكون هناك إمداد غير كاف أو غير كاف للأكسدة، وهذا الإمداد يمكن أن يكون غاز الأكسجين. يحدث الاحتراق غير التام عندما يتفاعل الهيدروكربون مع الأكسجين، حيث يتم إنتاج أول أكسيد الكربون بدلا من ثاني أكسيد الكربون. لا ينتج الاحتراق غير التام طاقة أقل من الاحتراق التام فحسب، لكنه يمكن أيضا أن ينتج منتجات ثانوية سامة مثل أول أكسيد الكربون السام. ومن المهم معرفة أن الاحتراق غير التام في كثير من الحالات ليس مرغوبا، حيث يمكن أن يؤدي إلى إنتاج أول أكسيد الكربون في الأجهزة المنزلية التي تستخدم الغاز، ويمكن أن يصل هذا المنتج إلى مستويات مميتة في المنزل. ولأن أول أكسيد الكربون عديم اللون والرائحة، فإنه يشكل خطرا على الصحة. ومن أمثلة الاحتراق غير التام حرق الفحم، حيث يتم إنتاج السناج وأول أكسيد الكربون نتيجة التفاعل الكيميائي، ويتم إنتاج الدخان نتيجة للاحتراق غير التام، والذي يساهم بشكل كبير في تلوث الهواء ويؤدي إلى تفاقم مستويات التلوث، مما يمكن أن يتسبب في مشاكل صحية للأشخاص من خلال التسبب في مشاكل في الجهاز التنفسي .

يكون أول أكسيد الكربون الذي يتم إنتاجه في الاحتراق غير التام ساما، ويتم حمل الأكسجين في الدم عن طريق الهيموغلوبين، والذي يرتبط بنفس الموقع الذي يرتبط به الأكسجين، والفرق هو أن أول أكسيد الكربون يرتبط بشدة مع الهيموغلوبين مما يجعل جزيء معين منه عديم الفائدة في حمل الأكسجين، وإذا تنفس شخص ما كمية كافية من أول أكسيد الكربون، فسيموت بنوع من الاختاخناق داخلي .

المشاكل المرتبطة بالاحتراق غير التام

المشاكل البيئية

عند خلط هذه الأكاسيد مع الماء والأكسجين في الغلاف الجوي، يتم إنتاج حمض النتريك وحمض الكبريت، وترسب هذه الأحماض يؤذي الكائنات المائية ويقتل الأشجار؛ وذلك لأنه يقلل من توافر بعض العناصر الغذائية الأساسية للنباتات مثل الكالسيوم والفوسفور، ويؤثر على إنتاجية النظام البيئي والزراعي .

مشاكل في صحة الإنسان

استنشاق أول أكسيد الكربون يسبب الصداع، والدوار، والقيء، والغثيان، وإذا كانت مستويات أول أكسيد الكربون مرتفعة بما فيه الكفاية، يمكن أن يؤدي إلى فقدان الوعي أو الموت للبشر، ويرتبط التعرض لمستويات متوسطة وعالية من أول أكسيد الكربون على مدى فترات طويلة بشكل إيجابي بزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب، وقد يعاني الأشخاص الذين نجوا من التسمم الحاد بأول أكسيد الكربون من مشاكل صحية طويلة الأمد .

الفرق بين الاحتراق التام والاحتراق غير التام

الأكسدة

يحدث الاحتراق التام عندما تكون كمية الأكسجين كافية للتفاعل بالكامل، بينما يحدث الاحتراراق غير التام عندما يكون هناك نقص في كمية الأكسجين اللازمة للتفاعل الكامل .

احتراق الهيدروكربونات

يؤدي احتراق المركبات الهيدروكربونية بشكل كامل إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء، بينما يؤدي الاحتراق غير الكامل للمركبات الهيدروكربونية إلى إنتاج أول أكسيد الكربون والماء .

اللهب

في حالة الاحتراق غير الكامل، يتمعادةً إنتاج شعلة صفراء أو برتقالية، بينما يتم إنتاج شعلة زرقاء أثناء الاحتراق الكامل .

الدخان

ينتج الاحتراق غير الكامل دخانًا نتيجة للتفاعل، بينما لا ينتج الاحتراق الكامل أي دخان نتيجة للتفاعل .

إنتاج الطاقة

ينتج الاحتراق غير الكامل طاقة أقل من الاحتراق الكامل؛ لأنه لا يتم استهلاك جميع المواد المتفاعلة في التفاعل، في حين يتم استهلاك جميع المواد المتفاعلة في الاحتراق الكامل .

التأثير البيئي

يمكن لثاني أكسيد الكربون الناتج عن الاحتراق التام أن يسهم في الاحتباس الحراري، بينما يساهم أول أكسيد الكربون والدخان الناتج عن الاحتراق غير التام في تلوث الهواء .