الاحتراق يعني حرق أي مادة في وجود الأكسجين ، وهناك نوعان من الاحتراق وقد يكون النوع الأول هو الاحتراق التام وهو عبارة عن حرق أي مادة في كمية كافية من الأكسجين ، وهنا يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون والماء ، أما النوع الثاني فهو الاحتراق غير التام وهو عبارة عن حرق أي مادة في كمية كافية من الأوكسجين وهنا يتم الحصول على أول أكسيد الكربون والذي يعتبر غاز سام .

ما هو الاحتراق التام

الاحتراق التام هو عبارة عن تفاعلات تتم بوجود ما يكفي من الأوكسجين ، وتنتج هذه العملية ثاني أكسيد الكربون والماء ، ومن المهم للغاية أن تتمكن من كتابة معادلات متوازنة بشكل صحيح لهذه التفاعلات ، لأنها غالبًا ما تأتي كجزء من حسابات الكيمياء الحرارية ، وتزداد صعوبة اشتعال الهيدروكربونات مع زيادة حجم الجزيئات ، وذلك لأن الجزيئات الأكبر لا تتبخر بسهولة ، ويكون التفاعل أفضل إذا تم خلط الأكسجين والهيدروكربون جيدًا كغازات ، وتحترق جميع الهيدروكربونات بلهب أزرق ومع ذلك ، يميل الاحتراق التام إلى أن يكون أقل اكتمالًا مع ارتفاع عدد ذرات الكربون في الجزيئات ، وهذا يعني أنه كلما زاد حجم الهيدروكربون زاد احتمال حصولك على لهب أصفر دخاني  .

والاحتراق التام هو عبارة عن تفاعل كيميائي يتضمن مادة متفاعلة ومؤكسدة وهي عادةً أكسجين ، مع منتجات تشمل الحرارة والطاقة التي يتم إنتاجها ، وتفاعلات الاحتراق التام هي تفاعلات الأكسدة والاختزال التي يتفاعل فيها الاختزال والأكسدة لإنتاج الحرارة والطاقة ، وغالبًا ما تكون لهب ويشار إلى اختزال الوقود والأكسدة مثل الغاز ، وفي الاحتراق التام غالبًا ما يوجد مؤكسد كافٍ لحدوث التفاعل ، والاحتراق التام ليس مهمًا فقط في حياتنا اليومية في إنتاج الطاقة ، ولكن أيضًا في إبقائنا أحياء فعندما تقوم خلايا أجسامنا بتحطيم السكر (الجلوكوز) لإطلاق الطاقة فإنها تفعل ذلك عن طريق تفاعل احتراق تام في التنفس الخلوي الهوائي ، وأثناء التنفس الهوائي، يتم حرق الجلوكوز في وجود الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون ، والماء ، والطاقة ، كما يتم توليد كمية صغيرة من الحرارة في هذه العملية لأن هذا تفاعل طارد للحرارة .

ما هو الاحتراق غير التام

يمكن أن يؤدي الاحتراق غير التام حيث لا يوجد كمية كافية من الأكسجين إلى تكوين أول أكسيد الكربون أو الكربون ، وكطريقة بسيطة للتفكير في الأمر يحصل الهيدروجين في الهيدروكربون على الفرصة الأولى للأكسجين ، ويصل الكربون إلى ما تبقى ، ويحول وجود جزيئات الكربون المتوهجة في اللهب إلى اللون الأصفر ، وغالباً ما يكون الكربون الأسود مرئيًا في الدخان ، ويتم إنتاج أول أكسيد الكربون كغاز سام عديم اللون .

ويحدث الاحتراق غير التام عندما يكون هناك إمداد غير كافٍ أو غير كافٍ للأكسدة ، والذي قد يكون غاز الأكسجين ، والاحتراق غير التام يحدث للهيدروكربون مع الأكسجين حيث أن المؤكسد سينتج أول أكسيد الكربون بدلاً من ثاني أكسيد الكربون ، ولا ينتج الاحتراق غير التام طاقة أقل من الاحتراق التام فحسب ، ولكن كما يتضح أنه يمكن أن ينتج منتجات ثانوية سامة مثل أول أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون سام ، وهو ما يعني أن الاحتراق غير التام في كثير من الحالات ليس هو المطلوب ، والاحتراق غير التام للأجهزة المنزلية التي تستخدم الغاز يمكن أن ينتج أول أكسيد الكربون الذي يمكن أن يصل إلى مستويات مميتة في المنزل ، وإن أول أكسيد الكربون خطير لأنه عديم اللون وعديم الرائحة ، ومن أمثلة الاحتراق غير التام هو حرق الفحم الذي يتم فيه إنتاج السناج وأول أكسيد الكربون نتيجة للتفاعل الكيميائي ، ويتم إنتاج الدخان نتيجة للاحتراق غير التام ، والذي يضيف بالطبع إلى حد كبير تلوث الهواء ، كما أنه يؤدي إلى تفاقم مستويات التلوث وقد يسهم في حدوث مشاكل صحية لدى الأشخاص عن طريق التسبب في مشاكل في الجهاز التنفسي .

ويكون أول أكسيد الكربون سامًا في الاحتراق غير التام ويتم حمل الأكسجين حول الدم عن طريق الهيموغلوبين ، والذي يرتبط مع الأسف بنفس الموقع الموجود في الهيموغلوبين الذي يعمل به الأكسجين  ، والفرق هو أن أول أكسيد الكربون يرتبط بشكل لا رجعة فيه أو بقوة مما يجعل جزيء معين من الهيموغلوبين عديم الفائدة لحمل الأكسجين ، وإذا كنت تتنفس بما يكفي من أول أكسيد الكربون فسوف تموت من نوع من الاختناق الداخلي .

المشاكل المرتبطة بالاحتراق غير التام

هذه الأكاسيد مع الجمع بين الماء والأكسجين في الغلاف الجوي تخلق حامض النتريك وحامض الكبريت ، وترسب هذه الأحماض يؤذي الكائنات المائية ويقتل الأشجار ؛ وذلك نظرًا لتكوينه لبعض العناصر الغذائية التي تكون أقل توفرًا للنباتات مثل الكالسيوم والفوسفور ، كما إنه يقلل من إنتاجية النظام البيئي والمزارع .

مشاكل في صحة الإنسان

يتسبب استنشاق أول أكسيد الكربون في الصداع ، والدوار ، والقيء ، والغثيان ، وإذا كانت مستويات أول أكسيد الكربون مرتفعة بدرجة كافية ، فإن البشر يصبحون فاقدين للوعي أو يموتون ، ويرتبط التعرض لمستويات معتدلة وعالية من أول أكسيد الكربون على مدار فترات زمنية طويلة ارتباطًا إيجابيًا بخطر الإصابة بأمراض القلب ، وقد يعاني الأشخاص الذين نجوا من التسمم الحاد بأول أكسيد الكربون من مشاكل صحية طويلة الأجل .

الفرق بين الاحتراق التام والاحتراق غير التام

يحدث الاحتراق التام عندما يكون هناك إمداد كافٍ وكافٍ للأكسدة ، بينما يحدث الاحتراق غير التام عندما يكون هناك إمداد غير كافٍ وغير كافٍ للأكسدة .

سيؤدي الاحتراق التام للهيدروكربونات إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء ، بينما يؤدي الاحتراق غير الكامل للهيدروكربونات إلى إنتاج أول أكسيد الكربون والماء .

في الاحتراق غير التام ، يتم عادة إنتاج شعلة صفراء أو برتقالية ، بينما يتم إنتاج شعلة زرقاء أثناء الاحتراق التام .

الاحتراق غير التام ينتج دخانًا نتيجة للتفاعل ، بينما الاحتراق التام لا ينتج دخانًا نتيجة للتفاعل .

ينتج الاحتراق غير التام طاقة أقل من الاحتراق التام ؛ لأنه لا يتم استهلاك كل المواد المتفاعلة في التفاعل ، بينما في الاحتراق التام يتم استهلاك جميع المواد المتفاعلة .

يمكن أن يساهم ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الاحتراق التام في الاحترار العالمي ، بينما يساهم أول أكسيد الكربون والدخان الناتج عن الاحتراق غير التام في تلوث الهواء .