Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Мешавина водоника и кисеоника
- Енергија активације
- Егзотермна реакција
- Електронско понашање
- Производи
Водоник је високо реактивно гориво. Молекули водоника силовито реагују са кисеоником када се постојеће молекуларне везе распадну и формирају нове везе између атома кисеоника и водоника. Како су продукти реакције на нижем енергетском нивоу од реактаната, резултат је експлозивно ослобађање енергије и производња воде. Али водоник не реагује са кисеоником на собној температури, потребан је извор енергије да би се смеша запалила.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Водоник и кисеоник ће се комбиновати да би направили воду - и одавали пуно топлоте у том процесу.
Мешавина водоника и кисеоника
Гасови водоника и кисеоника мешају се на собној температури без хемијске реакције. То је зато што брзина молекула не даје довољно кинетичке енергије за активирање реакције током судара између реактаната. Настаје смеша гасова која може насилно реаговати ако се у смешу унесе довољно енергије.
Енергија активације
Увођењем варнице у мешавину долази до повишене температуре међу неким од молекула водоника и кисеоника. Молекули на вишим температурама путују брже и сударају се с више енергије. Ако енергије судара достигну минималну активацијску енергију довољну да "прекине" везе између реактаната, следи реакција између водоника и кисеоника. Пошто водоник има малу енергију активације, потребна је само мала искра да покрене реакцију са кисеоником.
Егзотермна реакција
Као и сва горива, реактанти, у овом случају водоник и кисеоник, су на вишем енергетском нивоу од продуката реакције. То резултира нето ослобађањем енергије из реакције, и то је познато као егзотермна реакција. Након што реагује један скуп молекула водоника и кисеоника, ослобођена енергија покреће молекуле у околној смеши да реагују, ослобађајући више енергије. Резултат је експлозивна, брза реакција која брзо ослобађа енергију у облику топлоте, светлости и звука.
Електронско понашање
На субмолекуларном нивоу, разлог разлике у нивоима енергије између реактаната и производа лежи у електронским конфигурацијама. Атоми водоника имају по један електрон. Они се комбинују у два молекула тако да могу делити два електрона (сваки по један). То је зато што је унутрашња већина електронске љуске у нижем енергетском стању (и самим тим и стабилнија) када су заузета два електрона. Атоми кисеоника имају по осам електрона. Они се комбинују у молекулама два, делећи четири електрона тако да њихове спољне, највише електронске шкољке, у потпуности заузима осам електрона. Међутим, далеко стабилније поравнавање електрона настаје када два атома водоника деле електрон са једним атомом кисеоника. Потребна је само мала количина енергије да би се „електрони“ реактаната „избацили“ из њихових орбита тако да се они могу поново ускладити у енергетски стабилнијем поравнању, формирајући нови молекул, Х2О.
Производи
После електронске усклађивања између водоника и кисеоника да би се створио нови молекул, продукт реакције је вода и топлота. Топлина се може користити за рад, као што је покретање турбина загревањем воде. Производи се производе брзо због егзотермне природе ланчане реакције ове хемијске реакције. Као и све хемијске реакције, реакција није лако реверзибилна.