Djegia

Zjarri i shkaktuar si rrjedhja e djegies së një karburanti.

Djegia është një reaksion kimik ekzotermik redoks midis një karburanti (reduktues) dhe një oksidanti, zakonisht oksigjen atmosferik, që prodhon produkte të oksiduara, shpesh të gazta, në një përzierje të quajtur tym. Djegia në një zjarr prodhon një flakë, dhe nxehtësia e prodhuar mund ta bëjë djegien vetë-mbështetëse. Djegia është shpesh një sekuencë e ndërlikuar e reaksioneve elementare radikale. Llojet e ngurta të lëndëve djegëse, si druri dhe qymyri, së pari i nënshtrohen pirolizës endotermike për të prodhuar lëndë djegëse të gazta, djegia e të cilave furnizon ngrohjen e nevojshme për të prodhuar më shumë prej tyre. Djegia është shpesh mjaft e nxehtë që të prodhoj dritë të flaktë. Një shembull i thjeshtë është djegia e hidrogjenit dhe oksigjenit në avujt e ujit, një reaksion i përdorur zakonisht për të nxitur motorët me raketa. Ky reaksion liron 242 kJ/mol nxehtësinë dhe zvogëlon entalpinë (në temperaturë dhe presion konstant) sipas:

2H₂(g) + O(g)₂ → 2H₂O(g)

Djegija e një karburanti organik në ajër është gjithmonë ekzotermik sepse lidhja e dyfishtë në O₂ është shumë më e dobët se lidhjet e tjera të dyfishta ose palë të lidhjeve të vetme dhe për këtë arsye formimi i lidhjeve më të forta në produktet e djegies CO₂ dhe H₂O rrjedh në lëshimin e energjisë. Energjitë lidhëse në karburant luajnë vetëm një rol të vogël, pasi ato janë të ngjashme me ato të produkteve të djegies; p.sh., shuma e energjive të lidhjes së CH4 është pothuajse e njëjtë me atë të CO₂. Nxehtësia e djegies është përafërsisht -418 kJ për mol të O₂ të përdorur deri në reaksionin e djegies dhe mund të vlerësohet nga përbërja thelbësore e karburantit.

Djegija e pa katalizuar në ajër kërkon temperatura mjaft të larta. Djegia e plotë është stoikiometrike në lidhje me karburantin, aty ku nuk ka karburant të mbetur, dhe në mënyrë ideale, nuk ka oksidant të mbetur. Termodinamikisht, ekuilibri kimik i djegies në ajër është në pjesën dërrmuese në anën e produkteve. Megjithatë, djegia e plotë është pothuajse e pamundur për t'u arritur, meqë ekuilibri kimik nuk është domosdoshmërisht i arritur, ose mund të përmbajë produkte të padjegura si monoksidi i karbonit, hidrogjeni dhe madje edhe karboni (bloza ose hiri). Kështu, tymi i prodhuar është zakonisht toksik dhe përmban produkte të padjegura ose të oksiduara pjesërisht. Çdo djegie në temperatura të larta të ajrit atmosferik, që është 78 për qind azot, gjithashtu do të krijojë sasi të vogla të disa oksideve të azotit, zakonisht të referuara si NO_x, pasi që djegia e azotit është e favorizuar në mënyrë termodinamike në temperatura të larta, por jo të ulëta. Meqë djegja është rrallë e pastër, pastrimi i gazrave të zjarrit ose konvertuesit katalitik mund të kërkohet me ligj.

Zjarret ndodhin natyrshëm, të ndezur nga goditjet të rrufeve ose nga produktet vullkanike. Djegia ishte reagimi i parë i kontrolluar kimik i zbuluar nga njerëzit, në formën e zjarrit, dhe vazhdon të jetë metoda kryesore për të prodhuar energji për njerëzimin. Zakonisht, karburanti është karbonit, hidrokarburet ose përzierjet më të ndërlikuara si druri që përmban hidrokarburet pjesërisht të oksiduara. Energjia termike e prodhuar nga djegia e lëndëve djegëse fosile të tilla si qymyri ose nafta ose nga lëndë djegëse të rinovueshme siç është dru zjarri, i përshtaten përdorimeve të ndryshme si gatimi, prodhimi i energjisë elektrike ose ngrohja industriale ose shtëpiake. Djegija është gjithashtu reagimi i vetëm që përdoret për fuqinë e raketave. Djegija përdoret gjithashtu për të shkatërruar (djegur) mbeturinat, të pa rrezikshme dhe të rrezikshme.

Oksidantët për djegje kanë potencial të lartë oksidimi dhe përfshijnë oksigjen atmosferik ose të pastër, klor, fluor, trifluorid klori, oksid azotik dhe acid nitrik. Për shembull, hidrogjeni djeg në klor për të formuar klorur hidrogjen me çlirimin e nxehtësisë dhe dritës. Edhe pse zakonisht nuk katalizohet, djegja mund të katalizohet nga platini ose vanadiumi, si në procesin e kontaktit.