التفاعلات الكيميائية 7

ليس هناك تفاعل كيميائي وحيد عندما تحترق الغابات. فأشجار الغابات ليست مادة كيميائية، وليست حتى جسماً كيميائياً متجانساً. وهي تأتي بأشكال مختلفة، وفيها الأوراق والأخشاب بشكل أغصان وجذور وجذع أشجار.

واحتراق هذا كله سينتج منتجات مختلفة تتضمن بخار الماء وثاني أكسيد الكربون CO₂. كما ينتج منتجات ثانوية مثل ثاني أكسيد الكبريت SO₂ ونواتج احتراق للنتروجين ورماد Ash وغيرها.

كل هذا يسمى في بدايته تفاعل انحلال حراري Pyrolysis للمواد الموجودة في الغابات، وهو تفاعل يقتضي وجود الحرارة والأكسجين، للحصول على المنتجات السابقة، في عدد كبير من التفاعلات، التي يغلب عليها احتراق مواد عضوية تتألف من الكربون والهيدروجين والأكسجين، كالسيللوز.

إن احتراق مكونات الغابات هو معقد للغاية، ولكننا سنبسطه قدر الإمكان. يكون احتراق السيللوز ذي الصيغة (C₆H₁₂O₆)_n كالتالي:

(C₆H₁₂O₆)_n + n(6O₂) è n(6H₂O) + n(6CO₂) + Heat

ويكون احتراق المركبات الأخرى مشابهاً في نتائج التفاعل السابق.

في بداية تفاعل الانحلال الحراري لمكونات الغابات، تتفكك إلى مادة صلبة كربونية Char وبخار ماء ومكونات غازية أخرى تدعى جميعها المركبات العضوية المتطايرة Volatile Organic Compounds (VOC) أو غاز الفحم Coal Gas، تظهر لنا أو تتطاير مع لهب الاحتراق. وبعد أن تتكون المادة الصلبة الكربونية تبدأ بالتفاعل مع الأكسجين ويتشكل غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يدخل مع بخار الماء ضمن المادة الصلبة ضمنها مشكلاً أول أكسيد الكربون Carbon Monoxide CO، الذي بتطاير مع بخار الماء خارجاً ضمن لهب الاحتراق، ويعود فيتفاعل مع الأكسجين ليعطي ثاني أكسيد الكربون. أما المادة الصلبة الكربونية فينتهي بها تفاعل الاحتراق إلى تشكيل الرماد.

يمكن أن ترى ذلك مبدئياً في احتراق الخشب عند طهي الغذاء مثلاً خارج المنزل، إذ يتشكل منه المركبات العضوية المتطايرة أو غاز الفحم بشكل لهب، ويتبقى منه الفحم (المادة الكربونية الصلبة) الذي يتابع الاحتراق بوجود الأكسجين حتى يتطاير كل غاز الفحم ويبقى الرماد.

بوابة المعرفة