Degšanas reakcija notiek, kad reaģē degviela un oksidētājs jeb oksidants, atbrīvojot enerģiju siltuma un dažreiz arī gaismas veidā. Vispazīstamākie šāda veida procesi ir organisko materiālu sadedzināšana, kas satur oglekli un ūdeņradi, kas savienojas ar skābekli gaisā, veidojot oglekļa dioksīdu un ūdeni. Šeit degviela ir kaut kas līdzīgs koksnei, benzīnam vai oglēm, un oksidants ir skābeklis. Tomēr ir iespējami daudzi citi degšanas reakciju veidi. Šāda veida reakcijas ir būtiskas dzīvībai, un tās izmanto, lai ražotu enerģiju, nodrošinātu siltumu, darbinātu motorizētus transportlīdzekļus un daudzos citos veidos.
oksidācija
Oksidācija ir ķīmisks process, kurā no vielas tiek noņemti elektroni, atbrīvojot enerģiju. Termins cēlies no tā, ka vispazīstamākie piemēri ietver vielas, kas savienojas ar skābekli, kas procesā iegūst elektronus. Tomēr citi elementi var darboties arī kā oksidētāji. Piemēram, elements fluors ir spēcīgāks oksidētājs nekā skābeklis. Process var notikt ārkārtīgi ātri, kā rezultātā var notikt sprādziens, kurā visa enerģija tiek atbrīvota gandrīz acumirklī, un karstā gāze spēcīgi izplešas, radot spiediena vilni un skaļu troksni. Alternatīvi, tas var notikt vidēji ātri, piemēram, ugunsgrēka gadījumā, vai daudz lēnāk, piemēram, dzelzs rūsēšanas gadījumā.
Spontāna aizdegšanās
Parasti, lai sāktu degšanas reakciju, ir jāpiegādā zināma enerģija. Tas var būt vienkārši saspēle vai dzirksteles radīšana. Pēc tam reakcija ir pašpietiekama, kas nozīmē, ka no reakcijas atbrīvotā enerģija to turpina.
Tomēr dažos gadījumos istabas temperatūrā vai pat zemākā temperatūrā var būt pietiekami daudz enerģijas, lai reakcija noritētu. Tas viss ir atkarīgs no oksidētāja un degvielas: ja oksidētājs ir pietiekami spēcīgs un degviela viegli uzliesmo, tie var aizdegties, sajaucoties bez nepieciešamības piegādāt siltumu. To sauc par spontānu aizdegšanos. Tāpēc ar spēcīgiem oksidētājiem ir jārīkojas ļoti uzmanīgi, jo tie var izraisīt ugunsgrēkus vai sprādzienus, nonākot saskarē ar viegli uzliesmojošiem materiāliem.
Degšanas produkti
Tā kā sadegšana parasti ietver kurināmā elementu savienojumu ar skābekli, produkti parasti ir oksīdi. Organiskajās vielās ogleklis un ūdeņradis parasti savienojas ar skābekli, veidojot oglekļa dioksīdu (CO2) un ūdeni (H2O). Tomēr var sadedzināt arī citas vielas. Piemēram, sērs un fosfors viegli sadeg, radot oksīdus. Pulverveida metāli arī sadegs, veidojot oksīdus un bieži radot izcili mirdzošas liesmas — magniju, alumīniju un citus metālus šī iemesla dēļ bieži izmanto uguņošanas ierīcēs.
Bieži vien sadegšanas reakcija ar organiskiem materiāliem ir nepilnīga. Piemēram, koksnes gadījumā daļa nesadegtu oglekļa izdalās sīku daļiņu veidā dūmu veidā, un parasti daļa tiek atstāta kā ogle. Ja nav pieejams pietiekami daudz skābekļa, lai oksidētu visu oglekli dažos kurināmos līdz oglekļa dioksīdam (CO2), var rasties cita gāze, ko sauc par oglekļa monoksīdu (CO). Ja tas notiek slēgtā telpā, kā tas varētu būt bojāta katla gadījumā, sekas var būt letālas, jo CO ir toksisks un bez smaržas.
Uzliesmojamību ietekmējošie faktori
Papildus ķīmiskajiem faktoriem, piemēram, degvielas un oksidētāja reaktivitātei, ir vairāki fizikāli faktori, kas ietekmē uzliesmojamību. Viens no tiem ir degvielas virsmas laukums, kas nonāk saskarē ar oksidētāju. Normālos apstākļos nav iespējams nodedzināt dzelzs gabalu, taču ārkārtīgi smalka pulvera veidā šis metāls gaisā spontāni aizdegsies.
Šķidrā degviela faktiski nedeg, lai gan bieži šķiet, ka tā notiek. Tas ir tvaiki, ko izdala degviela, kas aizdegas, un tāpēc šķidruma uzliesmojamība ir daļēji atkarīga no tā radītā tvaika daudzuma. Temperatūra, kurā gaisā ir pietiekami daudz tvaiku, lai tas aizdegtos, ir zināma kā uzliesmošanas temperatūra; šī ir svarīga informācija par uzliesmojošu šķidrumu uzglabāšanu un apiešanos ar tiem
Šūnu elpošana
Šis ir process, kurā dzīvo organismu šūnas oksidē barības vielas, piemēram, ogļhidrātus, pārvēršot oglekļa dioksīdu un ūdeni. Tā kā galaprodukti ir tādi paši kā tie, kas rastos, ja šīs izejvielas tiktu sadedzinātas, kopējo reakciju var uzskatīt par sadegšanu, taču, tā kā tā notiek vairākos atsevišķos posmos, tā ir daudz lēnāka nekā parasti. ar šo termiņu. Tomēr tas joprojām ražo siltumu un palīdz uzturēt ķermeņa temperatūru. Labi zināmā demonstrācijā neliels cukura daudzums tiek sajaukts ar spēcīgu oksidētāju un aizdedzināts, liekot tam pietiekami nikni degt, lai izkausētu stiklu, parādot, cik daudz enerģijas ir ieslodzīts cukura molekulās. Organismā šī enerģija izdalās daudz lēnāk, bet princips ir viens.
Izmanto
Agrīnie cilvēki vispirms izmantoja uguni, lai uzturētu siltumu, un pēc tam gatavoja ēdienu, kas nogalināja kaitīgos mikroorganismus un parazītus. Rūpnieciskā revolūcija bija atkarīga no kurināmā – sākotnēji koksnes, bet pēc tam fosilā kurināmā, piemēram, ogļu un naftas – sadedzināšanas, lai nodrošinātu metālu kausēšanai nepieciešamo siltumu. Mūsdienās sadegšanu izmanto, lai ražotu elektroenerģiju un ražotu plašu ķīmisko vielu un produktu klāstu, un iekšdedzes dzinējs izmanto arī ātru fosilā kurināmā sadedzināšanu, lai nodrošinātu kinētisko enerģiju, kas darbina automašīnas un citus transportlīdzekļus.