Spontán égés

[G.Á]

[persicsb]

Nem arról van szó, hogy nincs ami égjen?

Eléggé kevés anyag van, ami oxidálható állapotban létezik a természetben. És ahhoz, hogy égés legyen, öngyulladás, ahhoz az kéne először, hogy legyen szabad atom, ami képes reagálni az oxigénnel, de ahhoz a meglévő kötéseket fel kéne szabadítani, ahhoz meg már nyilvánvalóan nem elég a hőmérséklet.

Ha meg nincs, ami oxidálódjon, akkor nincs is égés.

[G.Á]

[takacs.ferenc.bp]

A videón jól látszik, hogy a paraffin elpárolog, és a gőzét lehet meggyújtani. És persze a gyertyalángon is látszik, hogy csak a láng külső részén van égés, ahol már a gőzök össze tudtak keveredni a levegővel. Tehát az nagy könnyebbség az égéshez, ha légnemű halmazállapotba megy át az éghető anyag. De az is látható volt, hogy a gőzt is meg kellett gyújtani, miután elfújták a lángot. Azt nem tudom, hogy mennyire kell gerjeszteni az összetevőket. Elég, ha csak nagyobb energia szintre kerülnek az elektronok, vagy ionizálni is kell őket, vagyis ki kell szabadítani az elektronokat a kötésből.

[persicsb]

[G.Á]

Az oxigénmolekulának, hacsak nincsen extrém gerjesztett/ionizált állapotban, két elektronja van lazítópályákon, ezeket érdemes vizsgálni.

Két elektron feles spinjének összeadása egyetemi tananyag, molekulafizikai szempontból a triplett/szingulett állapotok tulajdonságai a lényegesek.
A kétféle esetben eltérő a molekula elektronjainak eredő impulzusmomentuma.



Eredendően ez nem mond semmit az energiaviszonyokról, de legtöbbször a szingulett állapot szokott alapállapothoz tartozni
( )


Véletlenül azonban, és ritka kivételként, az oxigénmolekulában eltérő eset áll fenn.
Itt éppen az alapállapothoz tartozik a triplett állapot.


Gondolkodjunk el azon hogy mit jelenthet, ha mind az éghető anyagoktól mind az égéstermékektől eltér az oxigénmolekula ebben a tekintetben.

[G.Á]

Mivel elég hosszú idő eltellett, megadom a megoldást:

Az előző hozzászólásban már leírtam, hogy az oxigénmolekula alapállapotban triplett spin-állapotú.
Arra is utaltam, hogy a legtöbb éghető anyag szinglett alapállapotú.
Ugyanez vonatkozik az égéstermékekre is.

A kémiai reakció során tehát (feltételezve hogy alapállapotú molekulákból alapállapotú molekulák jönnek létre), nem maradna meg az impulzusmomentum, vagyis ez a kémiai átmenet "kvantummechanikailag tiltott", vagyis igen kis valószínűségű.

Égés történhet például akkor ha:
- A közti-és végtermékek között van legalább egy gerjesztett állapotú. Ezeknek az energiája azonban közönséges anyagoknál összességében akkora volna, hogy ez a reakciócsatorna számottevő energiát igényelne.
- Ha az oxigén gerjesztett (szinglett) állapotúvá válik, ekkor az kémiai komponensek impulzusmomentumai végig zérusok maradnak.
Emiatt a reakciócsatorna kvantummechanikailag megengedetté válik.

Az oxigén gerjesztése természetesen számos módon megtörténhet, legtipikusabban a magas hőmérséklettel kötjük össze.
Ha egyszer a gerjesztettség számottevő arányúvá válik, a reakció során felszabaduló hő már maga is előállítja a megfelelő hőmérsékletet/gerjesztettséget, így a folyamat önellátóvá válik.

Ez a magyarázata az égésnek. A spontán módon meggyulladó anyagok éppen a ritka kivételek közé tartoznak, ahol vagy ettől eltérő úton is létezik olyan megengedett csatorna amelyik energetikailag kedvező, vagy a tiltott átmenetekhez is nem-elhanyagolható valószínűség tartozik, vagy egyszerűen akkora a felszabaduló energia az egyes reakciók során, hogy jóval kisebb számosság mellett is önfenntartóvá tud válni.

Legáltalánosabban tehát azért nem égünk el közönséges körülmények között, mert 1. az oxigénmolekula kvantummechanikailag ritka alapállapoti tulajdonsággal rendelkezik, 2. mert az impulzusmomentum megmaradás a kémiai reakciók során is elvárt.

[Macska Bonifác]

És mi a helyzet Antares indokával?

Hogy az anyagoknak általában meglehetősen fix, és igen eltérő gyulladási hőmérsékletük van?

Számomra ebből sokkal jobban következik hogy az éghető anyag hőmérséklete a fontos, mint a te okoskodásodból a konklúziód.

[KovPityu]

[G.Á]