محتويات
عند احتراق الخشب فإن المادة الفائضة في التفاعل هي
الأوكسجين هي المادة الفائضة في التفاعل عند احتراق الخشب.
يعدّ احتراق الخشب من التفاعلات التي تندرج تحت التغيرات الكيميائية، حيث يتفاعل الخشب مع النار مسببًا الاحتراق وتحلل الأخشاب وتتحول إلى مواد وعناصر جديدة، منها الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد النتروجين وثاني أكسيد الكبريت، ولا يتبقى من هذه الأخشاب بعد انبعاث هذه الغازات إلا الرماد وهو الجزئيات الهشة التي تدلّ على احتراق الأخشاب.
حيث يتكون الخشب من من عدّة عناصر تشكّل معًا الأخشاب التي تتفاعل مع ألسنة اللهب والنار بشكلٍ سريع وتتأثر بها وتتحول بواسطتها إلى مواد أخرى، ولا يبق بعد احتراق الأخشاب إلا الرماد وهو مادة غير عضوية وبعض المستخلصات العضوية كالمركبات الفينولية والدهون وغيرها.[1]
ماذا يحدث عندما تحترق قطعة خشب في النار
ينطلق الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء.
وضّح العلماء ماذا يحدث إذا ما تمّ إحراق قطعةٍ من الخشب، حيث أنّ هذه القطعة أساسًا تتكون من الألياف أي السليلوز وبعض المعادن إلى جانب الكربون والأكسجين والهيدروجين، فتتفاعل هذه المواد مع بعضها البعض عند احتراق الاخشاب في النار مكوّنة بذلك ثاني أكسيد الكربون الذي ينطلق في الهواء، إلى جانب الأوكسجين وبعض المواد غير العضوية.
ويستهلك احتراق الأخشاب كميات كبيرة من الأوكسجين الموجودة في الهواء، فلا احتراق دون أوكسجين، وهذا الاستهلاك ضروريٌّ لأكسدة الكربون الموجود في قطعة الخشب هذه، فإن لم يتواجد الأوكسجين الكافي للقيام بهذه العملية، تحول الفحم الموجود في الأخشاب بعد احتراقها إلى فحم قابل للاشتعال مرة أخرى.[2]
ما هي نواتج احتراق الأخشاب
- مواد غير عضوية وهي الرماد.
- المركبات الفينولية.
- الدهون.
- الشموع.
- التربينات.
- التيروبينويدات.
- الأوكسجين.
- ثاني أكسيد الكربون.
- ثاني أكسيد النتروجين.
- ثاني أكسيد الكبريت.
وتنتج هذه المواد بسبب تركيب الخشب الكيميائي واليتكون تقريبًا من 50% من الكربون، إلى جانب 6% من الهيدروجين و44% أوكسجين، كما تمّ إثبات كميات ضئيلة من أيونات المعادن، كما قيل عن العلماء أنّ لكل أنواع الأخشاب التركيب نفسه، والذي تنتج عنه المواد المذكورة سابقًا. [1]
كيف يشتعل الخشب
- تبخر الرطوبة الموجودة في الخشب.
- تبخير المركبات الهيدروكربونية.
- اشتعال بخار الغاز واحتراقه.
- الاحتراق الكامل.
تبخر الرطوبة: وتعد أولى مراحل احتراق الأخشاب والبداية لاشتعالها، فإذا تواجدت الرطوبة في الأخشاب ستفشل عملية الاحتراق، لذا لا بدّ أولًا من تبخر الماء الموجود فيها وذلك من خلال امتصاص الحرارة بدلًا من إنتاجها، فيتحول الماء إثر الحرارة العالية إلى بخار الماء وينطلق خارج تكوين الأخشاب.
تبخير المركبات الهيدروكربونية: مع ارتفاع درجة الحرارة يبدأ الانحلال الحراري فينهار التركيب الكيميائي للأخشاب، مما يؤدي إلى انطلاق الغازات العضوية وأبخرة الغازات الأخرى، حيث ينتج في هذه المرحلة غازات قابلة للاشتعال كأول أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون، كذلك ينتج سائل القطران، ويبقى كم الأخشاب الفحم والذي يتكون من الكربون الخالص.
اشتعال بخار الغازات: تنتج الحرارة من اشتعال الغازات القابلة للاحتراق وذلك بعد تفاعل الكربون مع الأوكسجين الموجود في الهواء والذي تتكون عبره هذه الغازات والتي من أبرزها أو أكسيد الكربون، ولا بدّ في هذه المرحلة من أن تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا تصل 1100 درجة.
الاحتراق الكامل: وهذه هي المرحلة الأخيرة من اشتعال الخشب واحتراقه، وفيها تتحول الأخشاب من فحمٍ إلى جمر مشتعل وملتهب يبعث الحرارة والدفء، دون إطلاق أي غازاتٍ أخرى والتي كانت قد انطلقت بالفعل قبل هذه المرحلة، ويصدر هذا الفحم المحترق الصوت الناتج عن احتراق الكربون الموجود فيه.[3]
هل الخشب قابل للاحتراق في الهواء
نعم.
إنّ الخشب قابلٌ للاحتراق في الهواء، فدون وجود الهواء والغازات المؤكسدة فيه لا يحترق الخشب، لأنّ عملية الاحتراق لا بدّ لإتمامها من وجود المادة المؤكسدة التي تتواجد في الهواء كالأوكسجين وغيرها من المؤكسدات الأخرى، حيث تساهم هذه المؤكسدات في تفاعل الكربون في الخشب وتحويله إلى فحم، كذلك هو ضروريٌّ من أجل تبخير المركبات الهيدروكربونية وانبعاث الغازات المشتعلة.
فإنّ قلّ الهواء خلال عملية الاحتراق صار الأحتراق ناقصًا يؤدي إلى انطلاق الغازات السامة والمميتة من أهمها أول أكسيد الكربون وهو الغازات القاتلة والمميتة، إلى جانب الأكاسيد الأخرى التي تنطلق في الغلاف الجوي مسببةً الأضرار للكائنات، والهواء هو أحد أهمّ ثلاثة أشياء للاحتراق وهي الزيت أو الغاز والأخشاب والهواء.[4]
هل احتراق الأخشاب يعد تغير كيميائي
يعدّ احتراق الأخشاب تغير كيميائي.
- يحترق الكربون الموجود في الأخشاب المتواجد بشكل بيوتان من خلال تفاعله مع الأوكسجين.
- ينتج عن هذا الاحتراق غالبًا ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وبعض المواد غير العضوية.
- تتكون من احتراق الأخشاب العديد من المواد والعناصر الجديدة كبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والرماد وغيرها.
- ينتج الرماد عن المواد التي لا يمكن أن تحترق احتراقًا كاملًا أو التي لا تتفاعل على الإطلاق.
ومن ذلك يتمّ استنتاج بأنّ احتراق الأخشاب من التغيرات الكيميائية التي يتمّ فيها تحويل المواد الأصلية إلى مواد جديدة كليًا، حيث تتغير وتتبدل الجزيئات وتركيب الذرات ولا يمكن استعادة الأخشاب وأصلها إطلاقًا، أي لا يمكن إعادة تركيب الأخشاب من المواد الجديدة أبدًا.[5]
