تدريبات حول الاحتراق الكامل وغير الكامل

مقدمة في أنواع الاحتراق

تعتبر تفاعلات الاحتراق جزءًا أساسيًا من الكيمياء، وهي عبارة عن عمليات أكسدة واختزال تحدث عادةً بوجود الأكسجين كعامل مؤكسد. تتميز هذه التفاعلات بكونها طاردة للطاقة، مما يعني أنها تنتج حرارة وضوء. سنستكشف في هذا المقال الاختلافات الرئيسية بين الاحتراق الكامل والاحتراق غير الكامل، مع التركيز على العوامل التي تحدد نوع الاحتراق والمنتجات الناتجة.

استكشاف تفاعلات الاحتراق الكامل

يحدث الاحتراق الكامل عندما يتوفر الأكسجين بكميات كافية، مما يسمح بتحويل جميع ذرات الكربون الموجودة في الوقود إلى ثاني أكسيد الكربون. في هذه الحالة، يتم الحصول على أقصى قدر من الطاقة من الوقود.

مثال على تفاعل الاحتراق الكامل للميثان:

CH4 + 2O2(g) → CO2 + 2H2O

وكقاعدة عامة في الاحتراق التام للهيدروكربونات:

هيدروكربون + أكسجين → ثاني أكسيد الكربون + ماء

مثال آخر، احتراق البروبان:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

وبالمثل، يحدث الاحتراق الكامل للجلوكوز في أجسامنا أثناء التنفس الخلوي، حيث يتفاعل الجلوكوز مع الأكسجين لإنتاج الطاقة وثاني أكسيد الكربون:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ⟶ 6CO₂ + 6H₂O + 2,808 kJ

فهم تفاعلات الاحتراق غير الكامل

على النقيض من الاحتراق الكامل، يحدث الاحتراق غير الكامل عندما يكون هناك نقص في كمية الأكسجين المتاحة. في هذه الحالة، لا يتم احتراق الكربون بشكل كامل، مما يؤدي إلى إنتاج أول أكسيد الكربون والكربون (على شكل دخان أسود) بالإضافة إلى الماء وطاقة أقل.

مثال على تفاعل الاحتراق غير الكامل للبروبان:

C3H8 + 3O2 → 2CO + C + 4H2O

ومثال آخر، الاحتراق غير الكامل للميثان:

CH4 + O2 → C + 2H2O

تمارين تطبيقية

تمرين 1:

أكمل معادلة الاحتراق الكامل للإيثان:

C2H6+ O2→

تمرين 2: اختر الإجابة الصحيحة:

1. أي من تفاعلات الاحتراق التالية غير تامة؟
   • C + O2 → CO2
   • CH4 + O2 → C + 2H2O
   • C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
   • 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
2. لكي يخضع الوقود للاحتراق التام، ما الذي يجب توفره بكمية كافية؟
   • الضوء
   • الحرارة
   • الماء
   • الأكسجين
3. ما هو الغاز عديم اللون والرائحة الذي ينتج عن الاحتراق الغير تام للهيدروكربون؟
   • ثاني أكسيد الكبريت
   • بيروكسيد الكربون
   • أول أكسيد الكربون
   • ثاني أكسيد الكربون
4. أي من الآتي يكون احتمال إنتاجه ضئيلاً في الاحتراق الغير تام؟
   • CO
   • CH2O
   • CO2
5. لماذا يعتبر أول أكسيد الكربون غازًا سامًا؟
   • يهيج الأغشية المخاطية في العين
   • يسبب الاختناق
   • يمنع قدرة الدم على حمل الأكسجين
   • يسبب العمى
6. اختر الأرقام بالترتيب الصحيح لجعل المعادلة التالية متوازنة: C3H8 + xO2 → CO2 + yCO + zH2O
   • 2, 1, 2
   • 4, 4, 2
   • 2, 2, 4
   • 4, 2, 4
7. أي من المعادلات التالية تمثل الاحتراق الغير تام للهكسان؟
   • C6H12 + 6O2 → 6CO + 6H2O
   • C6H12 + 9O2 → 6CO2 + 6H2O
   • C6H12 + 12O → 6CO + 6H2O
   • C6H12 + 6O → 6CO + 6H2O
8. أي من المعادلات الكلامية التالية يمثل الاحتراق غير الكامل للميثان؟
   • الميثان + الأكسجين ← أول أكسيد الكربون + الهيدروجين
   • الميثان + الأكسجين ← أول أكسيد الكربون + الماء
   • الميثان + الأكسجين ← ثاني أكسيد الكربون + الهيدروجين
   • الميثان + الماء ← ثاني أكسيد الكربون + الهيدروجين
9. أيٌّ من الملاحظات التالية يمثل فرقًا بين تفاعل احتراق كامل وتفاعل احتراق غير كامل؟
   • يتم إنتاج المزيد من الطاقة.
   • تلاحظ شعلة سوداء.
   • يتكون غاز سام.
   • يتكون دخان أسود.
10. أي مما يلي يمكن أن ينتج فقط من تفاعل احتراق غير كامل؟
    • الميثان
    • هيدروجين
    • كربون
    • ثاني أكسيد الكربون

المراجع

1. “Combustion of hydrocarbon fuels”,bbc. Edited.
2. “Difference Between Complete Combustion and Incomplete Combustion”,differencebetween. Edited.
3. “Lesson Worksheet: Incomplete Combustion of Hydrocarbons”,nagwa. Edited.