kozmoforum.hu

Ismert, hogy az oxigénmolekula igen nagy mértékben hajlamos a kémiai reakciókra. Érdekesség, hogy sok éghető anyag esetén az égés még szobahőmérsékleten is energetikailag kedvező volna. Ennek fényében különös hogy csak néhány anyag (pl: fehér foszfor) jellemzője a szobahőmérsékleten elinduló égés.

Vajon miért ilyen nehezen indul be az égés? Miért van ilyen kevés spontán módon öngyulladó anyag?

Fizikusoknak persze rögtön eszébe juthat a gyémánt->grafit átalakulás, mint analógia. Jó-e ez az analógia? Mi az a gát, ami megakadályozza a kémiai reakciót?

Egy naiv választ adnék, inkább csak hogy elinduljon a beszélgetés, mert nem hiszem, hogy a válasz ilyen egyszerű lenne

Azt még kémiából tanultam, hogy a reakciókhoz kell bizonyos aktiválási energia. Az oxigénmolekula pl. a legtöbbször nem fog úgy más atomokkal, molekulákkal egyesülni, ha egyben van, ehhez előbb szét kell szakítani két atomra. A másik reakciópartnernél is fennállhat ilyesmi. Tehát első közelítésben én erre tippelnék, hogy ezért nem indulnak be legtöbbször spontán módon a reakciók. Mert előbb a reakciópartnereket kicsit szét kell cincálni.

Az abszolúte igaz, hogy a kémiai reakció egy jó részének a beindításához kell aktiválási energia, de a molekula "felszakítása", vagy ennek a reakciótól függetlenül való kezelése/elképzelése teljesen hibás. (Legalábbis ha elég szigorú akarok lenni)

Gondolj első közelítésben arra, hogy mi is kell az égés beindításához, és ezek a feltételek vajon mi másra képesek (kvantummechanikai értelemben).

Az égés csak akkor válik láncreakcióvá, ha a molekulák hőmozgásának átlagos energiája legyőzi azt a potenciálgátat, amely elválasztja őket. Természetesen a reakcióba lépő molekulák jelenléte, megfelelő keveredése is szükséges.

Ehhez általában az kell, hogy adjunk hozzá egy kezdőlöketet, és a reakció hőtermelő legyen, vagyis az egyik reakció már biztosítsa a környező molekulák számára is a kezdőlöketet.

A potenciálgát nem szigorú, a kvantumelméletnek megfelelően érvényesül az alagút effektus, ezért számos anyag oxidálódik, rozsdásodik, rohad a szabad levegőn állva anélkül, hogy kialakulna láncreakció, vagyis az egyedi reakció nem termel elég hőt a szomszédos molekulák számára. Tovább nehezíti a láncreakció beindulását, ha az égéstermék útban van a további reakciók számára, vagyis az oxidréteg elzárja az éghető anyagot a levegőtől. Ilyen esetben már az alagút effektus sem segít, az oxidáció megáll.

Oké, de mi is lesz az a bizonyos kezdőlöket?

Amit mondasz az igaz, de most nem kell ilyen részletekbe menni. Helyette más típusú részleteket kell észrevenni.

A kezdőlöket sokféle lehet. Hő, légnyomás, súrlódás, ütés, elektromos szikra, és ezek kombinálása. Az ősember dörzsölte, majd fújta a fát. A lövedék csappantyúját az ütőszeg üti meg. A nitroglicerint lecseppentik. A TNT-nek nem elég az ütés, neki szúróláng kell.

A kezdőlöket a hőmérséklet lesz, és Antares nagyon jól mondja, a hőmérséklet gerjeszteni fogja a molekulák egy részét.
Ez valóban a kulcs, de még távol a válasz.

Milyen molekula fog gerjesztődni, és ez miért jó az égés szempontjából?

Csak találgatni tudok. Valamelyik kétatomos oxigénmolekula egyik oxigén atomja gerjesztődik, és így aszimmetrikussá válik. Ez pedig nagyobb valószínűséggel lép reakcióba, mint a szimmetrikus molekula.