Combustione dell'idrogeno
Come avviene la combustione dell'idrogeno
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Con il termine combustione si indica un processo di ossidazione rapido, che avviene con emissione di luce e di calore (fiamma), durante il quale l'energia chimica si degrada in energia termica.
Generalmente, quando si parla di combustioni ci si riferisce a reazioni di ossidazione rapida mediante ossigeno.
L'idrogeno è un gas altamente infiammabile che forma miscele esplosive con l'aria in un ampio rapporto grammi idrogeno/100 grammi di aria pari a concentrazioni comprese tra il 4 e il 74,5%.
Reazione di combustione dell'idrogeno
Le reazioni di combustione sono reazioni chimiche per lo più assai complesse, specialmente nel caso di combustibili gassosi, perché generalmente costituite da catene di reazioni, di norma ramificate.
Così la combustione dell'idrogeno in presenza di ossigeno per formare acqua, apparentemente semplicissima (2H2 + O2 → 2H2O), comporta in realtà numerose reazioni intermedie e collaterali, con formazione di atomi e di radicali.
La reazione chimica di combustione dell'idrogeno, che può essere rappresentata dalla seguente equazione chimica:
2 H2 + O2 → 2 H2O
è esotermica (sviluppa calore); l'entalpia di combustione dell'idrogeno vale infatti -286 kJ/mol.
L'equazione chimica sopra riportata ci indica inoltre che due molecole di idrogeno reagiscono con una molecola di ossigeno per formare due molecole di acqua.
Perché, nelle opportune condizioni, avvenga la combustione dell'idrogeno con l'ossigeno dell'aria, è necessario che si raggiunga - almeno in un punto della massa gassosa - la temperatura di ignizione; in questo punto inizia la combustione con repentina produzione di calore e conseguente rapida dilatazione locale della massa gassosa, che a sua volta riscalda la massa gassosa circostante provocandone la combustione. La combustione si propaga così attraverso la massa gassosa.
La temperatura di autoignizione dell'idrogeno molecolare in aria (21% di O2) è pari a circa 500 °C.
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