Verbrennung

Verbrennung ist eine exotherme chemische Hochtemperatur-Redoxreaktion zwischen einem Brennstoff (dem Reduktionsmittel) und einem Oxidationsmittel, in der Regel Luft-Sauerstoff, bei der oxidierte, oft gasförmige Produkte in einem Gemisch entstehen, das als Rauch bezeichnet wird.

Eine Verbrennung führt nicht immer zu einem Feuer, da eine Flamme nur dann sichtbar ist, wenn die verbrennenden Stoffe verdampfen (bei Kerzen sind dies die Wachsdämpfe).

Zwar muss Aktivierungsenergie zugeführt werden, um die Verbrennung in Gang zu setzen (z. B. durch Anzünden eines Streichholzes), doch kann die Wärme der Flamme genug Energie liefern, um die Reaktion anschließend selbständig ablaufen zu lassen.

Reaktion

Die Verbrennung ist oft eine komplizierte Abfolge von radikalischen Elementarreaktionen. Feste Brennstoffe wie Holz und Kohle werden zunächst einer endothermen Pyrolyse unterzogen, um gasförmige Brennstoffe zu erzeugen, deren Verbrennung dann die Wärme liefert, die zur Erzeugung weiterer Brennstoffe erforderlich ist. Die Verbrennung ist oft so heiß, dass Glühlicht in Form von Glut oder einer Flamme entsteht.

Die Verbrennung in Sauerstoff ist eine Kettenreaktion, an der viele verschiedene radikalische Zwischenstufen beteiligt sind. Die hohe Energie, die für die Einleitung der Reaktion erforderlich ist, erklärt sich durch die ungewöhnliche Struktur des Sauerstoffmoleküls (stabiles, relativ unreaktives Diradikal). Um eine Verbrennung in Gang zu setzen, ist Energie erforderlich, um molekularen Sauerstoff in einen Zustand mit gepaarten Spins, den Singulett-Sauerstoff, zu bringen. Dieses Zwischenprodukt ist extrem reaktiv. Die Energie wird in Form von Wärme zugeführt, und die Reaktion erzeugt zusätzliche Wärme, die eine Fortsetzung der Reaktion ermöglicht.

Eine Explosion kann auftreten, wenn das die Verbrennung schnell genug abläuft, um durch die Ausdehnung der Gase eine Druckwelle zu erzeugen.

Langsame „kalte Oxidation“ lässt sich beim Verrosten von Metallen oder in Lebewesen bei der Oxidation von Nährstoffen, also deren „Verbrennung“ feststellen.