Redigerer Forbrenning

[[Fil:Gas_cooker_blue_flame.jpg|thumb|250px|Gass forbrenner i en gassovn]]
'''Forbrenning''' er en form for [[Eksoterm reaksjon|eksoterm]] [[kjemi]]sk reaksjon mellom et [[drivstoff]] og et [[oksidasjonsmiddel]], som blir satt i gang med [[varme]] eller [[lys]] i form av en stråle eller [[flamme]]. [[Oksygen]] er vanlig oksidasjonsmiddel og reaksjonene gir mye [[energi]] i form av varme og lys. Drivstoffet kan være i flytende, fast eller gass. Det samme gjelder for oksidasjonsmiddelet.<ref>{{Kilde www |url=http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/combst1.html |tittel=Nasa, Combustion |besøksdato=2007-03-07 |arkiv-dato=2007-02-28 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20070228205658/http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/combst1.html |url-status=yes }}</ref> Den varmemengden man får ved forbrenning måles gjerne i [[joule]] (J) eller [[megajoule]] (MJ), tidligere ble varmemengden målt i [[kalorier]] (cal) eller [[kcal|kilokalorier]] (kcal).

==Redoks-reaksjon==
:Se hovedartikkel [[redoksreaksjon]]
Forbrenninger er reduksjon-oksidasjons reaksjoner, dette ser man ved å se på reaksjonen:

 C + O<sub>2</sub> → CO<sub>2</sub> + varme
 0 0 +4 -2

Når [[elektron]]er overføres til et annet [[atom]] som er mer [[elektronegativ]]t frigjøres det energi.<ref>{{Kilde www |url=http://www.anderhag.net/undervisning/arkiv/biologi/lektion_energiomvandlingar_%20i_%20cellen.pdf |tittel=Tensta Gymnasium, Energiomvandlingar i cellen |besøksdato=2007-03-07 |arkiv-dato=2007-09-30 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20070930104014/http://www.anderhag.net/undervisning/arkiv/biologi/lektion_energiomvandlingar_%20i_%20cellen.pdf |url-status=yes }}</ref> I tilfellet over overføres elektronene fra karbon til oksygenatomet. [[Lavoisier]] oppdaget forbrenning var en reaksjon mellom [[trevirke]] og oksygen i luften. [[Oksidasjon]] betyr en reaksjon mellom en reaktant og oksygen, men senere oppdaget man at dette var bare en av mange typer oksidasjon.<ref>[http://biologi.uio.no/plfys/haa/chem/binding.htm UiO Biologi, Kjemisk binding]</ref>

==Organiske forbindelser==
Ved forbrenning av [[organisk forbindelse|organisk]] [[materiale]] som [[olje]], [[gass]], [[kull]] m.m. går [[kjemi]]sk [[energi]] i form av [[bindingsenergi]] i stoffene over til andre [[energiformer]] som [[varme]] og [[lys]].

===Fullstendig forbrenning===
En fullstendig forbrenning skjer når det er tilstrekkelig med oksygen, og danner [[karbondioksid]] (CO<sub>2</sub>) og [[vann]] (H<sub>2</sub>O).

Fullstendig forbrenning av [[metan]] (CH<sub>4</sub>):

 CH<sub>4</sub> + 2O<sub>2</sub> → CO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O + varme


===Ufullstendig forbrenning===
En ufullstendig forbrenning skjer når det er begrenset tilgang på oksygen. Når en slik reaksjon skjer dannes det [[karbonmonoksid]] (CO). Det dannes også PAH, [[polyaromatiske hydrokarboner]].<ref>[http://www.miljostatus.no/templates/PageWithRightListing____2882.aspx Miljøstatus i Norge, PAH] {{Wayback|url=http://www.miljostatus.no/templates/PageWithRightListing____2882.aspx |date=20070816100452 }}</ref>

Ufullstendig forbrenning av metan:

 CH<sub>4</sub> + 3/2O<sub>2</sub> → CO + 2H<sub>2</sub>O + varme

[[Karbonmonoksid]] er en giftig gass fordi det binder seg til og blokkerer det siste [[enzym]]et i respirasjonskjeden, ''[[cytokrom oksidase]]''.

====Forbrenning av karbonmonoksid====
Når man forbrenner CO igjen. Denne reaksjonen er relativt eksoterm.

:::<math>{\Delta H} = {-284 kJ \over mol} </math>

I [[industri]]en utnytter man denne reaksjonen fordi det kan produseres billig fra kull, og transporteres lett gjennom rørledninger.

====Svært begrenset tilgang på oksygen====
Ved svært begrenset oksygentilgang reagerer [[hydrogen]]et og danner vann, og en sotete flamme som inneholder elementært [[karbon]] dannes.

 CH<sub>4</sub> + O<sub>2</sub> → C + 2H<sub>2</sub>O + varme

På denne måten blir [[trekull]] laget ved å brenne [[tre]] i begrenset tilgang på oksygen. Når pipebranner oppstår kan en av årsakene være at trekullet blir antent.

==Uorganiske forbindelser==

===Forbrenning av metaller===
[[Korrosjon]] av [[jern]] og [[aluminium]] i [[luft]] er relativt langsomme reaksjoner. Noen ganger kan imidlertid reaksjoner mellom [[metaller]] og oksygen være hurtigere. Slike reaksjoner med oksygen kalles forbrenning.

Når man forbrenner [[magnesium]], en reaksjon som skaper mye varme og et intenst [[lys]].

 2Mg(s) + O<sub>2</sub>(g) → 2MgO(s) + varme
[[Fil:GMAW.welding.af.ncs.jpg|thumb|250px|Sveising ved bruk av gass]]
Dette benytter man seg av i fakler og blitspærer. Blitspærene inneholder en tynn magnesiumstråd i en [[atmosfære]] av rent oksygen. Tråden blir antent av at en liten [[elektrisk strøm]] sendes gjennom tråden slik at den varmes opp og setter i gang forbrenningsreaksjonen.


Jern korroderer tregt, men hvis man tilfører varme og øker oksygentilgangen reagerer jern hurtig. Når man skjærer [[stål]] med en sveiseflamme tilfører man varme med en oksygen-acetylen-flamme. Når metallet er varmt nok, fjernes tilførselen av [[acetylen]] og bader stålet i rent oksygen. Store mengder varme utvikles i prosessen, noe som fører til at stålet smelter og sender ut stråler med gnister.

===Forbrenning av ikke-metaller===
To [[ikke-metaller]] som lett reagerer med oksygen er [[svovel]] og [[fosfor]]. Når svovel brenner får den en blå flamme og danner [[svoveldioksidgass]]. Denne [[gass]]en har en irriterende og vond lukt.

Ikke-metaller har lett for å danne [[syre]]r når de reagerer med oksygen og videre i vann.<ref>[http://www.ucc.ie/academic/chem/dolchem/html/dict/combust.html University College Cork, Combustion]</ref>

====Forbrenning av svovel====
En viktig kilde til svoveldioksid i forurenset luft er tilstedeværelsen av organiske komponenter i kull og brensel produsert fra svovelholding [[råolje]]. Når slike forbindelser forbrenner oksideres svovel til SO<sub>2</sub>. Et eksempel på dette er forbrenning av [[propylmerkaptan]] (C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>SH).

 C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>SH + 6O<sub>2</sub> → 4H<sub>2</sub>O + SO<sub>2</sub> + varme

Andre svovelholdige forbindelser reagerer på en tilsvarende måte og de samme produktene dannes.

 2SO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> +2H<sub>2</sub>O → 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>

SO2 reagerer med vann i atmosfæren og danner [[svovelsyre]].<ref>[http://web.gfi.uib.no/metskole/site/bm/8-10klasse/forurensning/forurensning1.html Metskole, sur nedbør]</ref>

====Forbrenning av fosfor====
Når fosfor brenner ser man en veldig hvit flamme og en hvit sky med P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>.

 P<sub>4</sub> + 5O<sub>2</sub> → 2P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
 P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> + 3H<sub>2</sub>O → 2H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>

Når P<sub>2</sub>0<sub>5</sub> reager med vann dannes [[fosforsyre]].<ref>[http://www.ucc.ie/academic/chem/dolchem/html/dict/combust.html University College Cork, Combustion]</ref>

===NO<sub>x</sub>===
Ikke alle ikke-metaller reager direkte med oksygen. [[Nitrogen]] er et godt eksempel på dette. Noe av dette forklarer hvorfor atmosfæren vår er stabil, som består av en blanding av oksygen og nitrogen. Forsøk på å antenne O<sub>2</sub> og N<sub>2</sub> lykkes vanligvis ikke. Reaksjonen er [[endoterm reaksjon|endoterm]]. Hvis luft varmes opp til høye temperaturer, som for eksempel i en [[bilmotor]], dannes små mengder av [[oksid]]et NO. Når dette skjer slippes det ut i atmosfæren og skaper en kjedereaksjon som i store byer forårsaker ''[[smog]]''. Dette er en sterkt forurenset tåke.<ref>[http://www.ace.mmu.ac.uk/eae/Air_Quality/Older/Nitrogen_Dioxide.html ARIC, Nitrogen Dioxide] {{Wayback|url=http://www.ace.mmu.ac.uk/eae/Air_Quality/Older/Nitrogen_Dioxide.html |date=20070405191626 }}</ref><ref>[http://www.nve.no/modules/module_109/publisher_view_product.asp?ientityID=7896 NVE, Direkte miljøvirkninger av naturgass] {{Wayback|url=http://www.nve.no/modules/module_109/publisher_view_product.asp?ientityID=7896 |date=20070306120520 }}</ref>

NO<sub>x</sub> som er en felles betegnelse på NO og NO<sub>2</sub>.

===Knallgassreaksjon===
Eksempel på dette er når [[vann]] blir dannet i en [[knallgassreaksjon]] med [[oksygen]] og [[hydrogen]]. Denne typen reaksjon er vanlig som [[rakettdrivstoff]].

 2H<sub>2</sub>(g) + O<sub>2</sub>(g) → 2H<sub>2</sub>O(g) + varme

Vann kan ikke antennes fordi det allerede er en «aske». Det skal store mengder med energi for å reversere denne reaksjonen.

==Temperatur==
Høye [[temperatur]]er oppnås ved forbrenninger. Høyeste temperatur måles i et punkt i flammen og kalles maksimal flammetemperatur.<ref>[http://www.statoil.com/mar/SVG01183.NSF/docs/tp_5-1 Statoil, Forbrenning, brennere, sikkerhetsarmatur]</ref>

==Forbrenning i samfunnet==
Av all energiforbruk på jorden består ca. 90% av forbrenningsreaksjoner. Gass og olje står for omtrent 55%. Forbrenning er viktig for vårt moderne samfunn og har en svært viktig rolle i mange forskjellige sammenhenger. Eksempel på dette er [[oppvarming]], kraftproduksjon, [[transport]] og prosessindustri.<ref>[http://www.sintef.no/content/page1____2037.aspx Sintef, Forbrenning av gass og olje] {{Wayback|url=http://www.sintef.no/content/page1____2037.aspx |date=20071227041109 }}</ref>

===Forbrenningsteknologier===

De vanligste teknologiene for forbrenning er; [[ristforbrenning]], [[fluidisert sjikt-forbrenning]], [[gassifisering]] og [[pyrolyse]].

===Forurensing===

====Sur nedbør====
:Se hovedartikkel [[sur nedbør]]
Hovedårsaken til sur nedbør er [[syre]]fremkallende stoffer som SO<sub>2</sub> og NO<sub>x</sub>. Høyeste andelen av disse stoffene kommer fra forbrenning av fossilt brennstoff. Største andelen av NO<sub>x</sub> kommer fra veitransport, skipsfart og luftfart. Naturlige kilder er fra [[vulkan]]er, [[lyn]]nedslag og biologisk forråtnelse. Sur nedbør er hovedsakelig menneskeskapt.<ref>[http://www.atmosphere.mpg.de/enid/3__Sur_nedb_r/-_Hva_er_det__4ct.html Espere, Hva er sur nedbør?] {{Wayback|url=http://www.atmosphere.mpg.de/enid/3__Sur_nedb_r/-_Hva_er_det__4ct.html |date=20060602134830 }}</ref>

== Forbrenning i kroppen ==

=== Forbrenning i cellene ===
:Se hovedartikkel [[celleånding]]
Når [[menneske]]t puster inn [[oksygen]] reagerer dette med [[glukose]] i [[celle]]ne. Denne forbrenningen skjer ved [[kroppstemperatur]] og bruker [[enzym]]er som [[katalysator]]. [[Celleånding]] skjer i mange trinn. Sluttreaksjonen er:

 C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6O<sub>2</sub>(g) → 6CO<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O(l) + ATP + energi

Cellene klarer ikke å omsette hele den kjemiske energien, omtrent 60%. De resterende 40% går over til [[varmeenergi]].

==Referanser==
<references />

==Litteratur==
* {{Kilde bok | forfatter= James E. Brady | utgivelsesår= 2004 | tittel=Generell Kjemi, Grunnlag og prinsipper 2. utgave | forlag= John Wiley & Sons | isbn= 82-519-1957-6 }}
* {{Kilde bok | forfatter= Harold Hart, Lesilie E. Craine, David J. Hart, Christopher M. Hadad | utgivelsesår= 2007 | tittel= Organic Chemistry, A short course | forlag= Houghton Mifflin Company | isbn= 0-618-59073-0 }}
* {{Kilde bok | forfatter= Olav Sand, Øystein V. Sjaastad og Egil Haug | utgivelsesår= 2001 | tittel= Menneskets fysiologi | forlag= Gyldendal Norsk Forlag | isbn= 82-05-28074-6 }}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Kjemiske prosesser]]
[[Kategori:Forbrenning]]