Combustione
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La combustione è una reazione chimica che comporta l'ossidazione di un combustibile da parte di un comburente - spesso l'ossigeno dell'aria - con sviluppo di calore e spesso anche di luce. Perché avvenga la combustione sono necessari tre elementi: il combustibile, il comburente e l'innesco. (Combustibile e comburente devono essere in proporzione adeguate). Tali tre elementi costituiscono il cosiddetto triangolo del fuoco. I prodotti della combustione dipendono dalla natura del combustibile e dalle condizioni di reazione. Ad esempio, nella combustione del carbone (esente da impurezze e quindi contenente solo carbonio) si produce esclusivamente anidride carbonica se vi è ossigeno in eccesso, in questo caso si parla di combustione completa. In difetto di ossigeno è invece favorita la produzione di monossido di carbonio accompagnata da fumi, nerofumo, in caso di forte carenza di ossigeno.
La combustione completa del metano, CH4, produce anidride carbonica e acqua, mentre in difetto di ossigeno possono avvenire numerose reazioni conducendo a diversi prodotti, tra i quali, oltre al monossido di carbonio, anche metanolo.
Se le reazioni di combustione avvengono in presenza di aria avverrà anche l'ossidazione dell'azoto atmosferico:
- N2(g) + O2(g) → 2NO(g)
- NO(g) + 1/2O2(g) → NO2(g)
Anche il tipo di radiazione emessa dipende fortemente dalle specie chimiche in gioco nelle reazioni e in particolare dagli intermedi presenti nella fiamma in stati eccitati. Ad esempio, la combustione dell'idrogeno, che produce acqua, presenta una fievole luce azzurrina a causa delle transizioni dell'idrogeno monoatomico, mentre la combustione di composti che contengono importanti quantità di carbonio comporta una fiamma spesso di colorazione giallo-arancio per via della specie C2.
Le reazioni di combustione hanno una dinamica molecolare estremamente complessa, ma in genere si può dire che si tratta di reazioni radicaliche a catena.
Per estensione ci si può riferire a reazioni di combustione anche quando l'ossidante non è l'ossigeno, per esempio si può dire che l'idrogeno brucia in presenza di cloro. O addirittura si parla di combustione anche quando non sono in gioco reazioni chimiche ma reazioni nucleari, vedi combustibile nucleare.
