בעירה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
בבעירה מהירה משתחררת אנרגיה רבה בצורת חום ואור, תופעה הידועה כאש
שריפת יערות ממחישה את יכולת ההתפשטות המהירה של אש
שריפת יערות

בעירה היא תהליך כימי בו תרכובת מגיבה עם חומר מחמצן, ובמהלכו משתחררת אנרגיה.

התרכובת עמה מגיב המחמצן מכונה דלק. כל אחד מהאטומים בדלק יוצר תרכובת נפרדת עם החומר המחמצן. הבעירה הידועה ביותר היא זו שבה החומר המחמצן הוא חמצן (O2). כל התרכובות האורגניות מסוגלות לבעור בנוכחות חמצן. כאמור, כל אחד מאטומי התרכובת האורגנית יוצר תרכובת עם חמצן: אטומי הפחמן יוצרים פחמן דו-חמצני (CO2) או חד-חמצני (CO), ואילו אטומי המימן יוצרים מים (H2O). לדוגמה, ניסוחה של תגובת הבעירה של פרופאן, מרכיב עיקרי בגז בישול, הוא:

 \ \mathrm{C_3H_{8(g)} + 5O_{2(g)} \rightarrow 3CO_{2(g)} + 4H_2O_{(g)}}

כשתהליך הבעירה מתרחש במהירות, משתחררת אנרגיה בצורת חום ואור; השילוב של השניים מוכר לנו כאש, ותהליך בעירה זה מכונה שריפה. הפחמן הדו-חמצני והמים (בצורת אדים) מופיעים כגזים, אשר נפלטים בעת שריפה. הפחמן שלא הספיק להתרכב עם החמצן נותר בצורת פחם.

תהליך הבעירה הינו בהכרח תהליך אקסותרמי - תהליך המשחרר יותר אנרגיה מן האנרגיה המושקעת בהפעלתו. למרות זאת, לעתים קרובות יש להשקיע אנרגיה התחלתית (המכונה אנרגיית שפעול) לשם התנעת התהליך. רוב הדלקים המוכרים לנו דורשים חימום מהיר לשם התחלת תהליך הבעירה. הצתת דלק, לדוגמה באמצעות מצת, גפרור או ניצוץ חשמלימנוע המכונית), מספקת את אנרגיית השפעול הדרושה לבעירה. לאחר שתהליך הבעירה החל, מזין התהליך את עצמו: האנרגיה הרבה המשתחררת גורמת למולקולות נוספות לבעור, עד שחומר הדלק, או החומר המחמצן, כַלים.

תהליך הבעירה אינו חייב לצרוך חמצן מן האוויר: החמצן יכול להיצרך ממקורות שונים, ואפילו מתוך המולקולה האורגנית עצמה העוברת תהליך בעירה, אם "כדאי" מבחינה אנרגטית לפרק את הקשרים הכימיים שבהם היה קשור החמצן קודם לכן.

את ההסבר לתהליך הבעירה גילה הכימאי הצרפתי אנטואן לבואזיה. במאה ה-18 האמינו אנשי המדע כי כשחומר בוער הוא פולט נוזל בלתי-נראה המכונה פלוגיסטון; לבואזיה הוכיח בניסוייו כי בעירה אינה אלא התרכבות של החומר הבוער עם החמצן שבאוויר.

שיטות רבות להפקת אנרגיה באופן מלאכותי מתבססות על בעירה של חומרים אורגניים שונים - החל בשריפת עץ באח לצורך חימום וכלה בשריפת דלק להנעת כלי רכב.

בעירה ביולוגית[עריכת קוד מקור | עריכה]

אין הכרח כי בעירה תתרחש במהירות. תהליך בעירה ביולוגי מתרחש בייצורים חיים רבים (כל היצורים האווירניים, ובהם האדם), והוא קרוי נשימה תאית. בתהליך זה מתרכב המזון שאנו צורכים (ובו גלוקוז, חומצות שומן ועוד) עם חמצן (שמקורו באוויר). האנרגיה אינה משתחררת בצורת אש, כמובן, אלא מנוצלת בתא לבניית מולקולות עתירות אנרגיה (בעיקר ATP), אשר מאוחר יותר מנוצלות להתנעת תהליכים ביולוגיים הדורשים אנרגיה. גם בנשימה התאית מודגם העיקרון של התרכבות כל אחד אטומי הדלק עם חמצן:

  • אטומי הפחמן שבמזון מתרכבים עם חמצן ויוצרים פחמן דו-חמצני. תגובה זו מתרחשת כצעד מקדים למעגל קרבס ובמעגל קרבס עצמו. הפחמן הדו-חמצני נפלט (בבעלי חיים מפותחים) מהתא אל מחזור הדם, משם הוא מגיע אל הריאות ונפלט החוצה אל האוויר בתהליך הנשימה.
  • אטומי המימן שבמזון מתרכבים עם חמצן ויוצרים מים. תגובה זו מתרחשת בסיומו של הזרחון החמצוני, השלב האחרון בנשימה התאית.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]