Spontán égés

[G.Á]

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?

[Antares]

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.

[G.Á]

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).

[takacs.ferenc.bp]

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.

[G.Á]

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.

[Antares]

[takacs.ferenc.bp]

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.

[G.Á]

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?

[Antares]

[takacs.ferenc.bp]

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