הצגת המקור של הדף "בעירה"

[[קובץ:Fire inside an abandoned convent in Massueville, Quebec, Canada.jpg|שמאל|ממוזער|230px|בבעירה מהירה משתחררת אנרגיה רבה בצורת חום ואור, תופעה הידועה כאש]]
[[קובץ:Deerfire.jpg|שמאל|ממוזער|230px|שריפת יערות ממחישה את יכולת ההתפשטות המהירה של אש]]
[[קובץ:Forestfire2.jpg|שמאל|ממוזער|230px|שריפת יערות]]
'''בעִירה''' היא תהליך [[כימיה|כימי]] בו [[חומר]] ([[יסוד כימי|יסוד]] או [[תרכובת]]) [[תגובה כימית|מגיב]] עם חומר [[חמצון-חיזור|מחמצן]], ובמהלכו משתחררת [[אנרגיה]].

החומר עמו מגיב המחמצן מכונה [[דלק]]. כל אחד מה[[אטום|אטומים]] בדלק יוצר תרכובת נפרדת עם החומר המחמצן. הבעירה הידועה ביותר היא זו שבה החומר המחמצן הוא '''[[חמצן]]''' ('''O<sub>2</sub>'''). כל ה[[תרכובת אורגנית|תרכובות האורגניות]] מסוגלות לבעור בנוכחות חמצן. כאמור, כל אחד מאטומי התרכובת האורגנית יוצר תרכובת עם חמצן: אטומי ה[[פחמן]] יוצרים '''[[פחמן דו-חמצני]]''' ('''CO<sub>2</sub>''') או '''[[פחמן חד-חמצני|חד-חמצני]]''' ('''CO'''), ואילו אטומי ה[[מימן]] יוצרים '''[[מים]]''' ('''H<sub>2</sub>O'''). לדוגמה, ניסוחה של תגובת הבעירה המלאה של [[פרופאן]], מרכיב עיקרי בגז בישול, הוא:

<math> \ \mathrm{C_3H_{8(g)} + 5O_{2(g)} \rightarrow 3CO_{2(g)} + 4H_2O_{(l)}} </math>

כשתהליך הבעירה מתרחש במהירות, משתחררת אנרגיה בצורת [[חום (פיזיקה)|חום]] ו[[אור]]; השילוב של השניים מוכר לנו כ'''[[אש]]''', ותהליך בעירה זה מכונה '''שרפה'''. הפחמן הדו-חמצני והמים (בצורת [[אד]]ים) מופיעים כ[[גז]]ים, אשר נפלטים בעת שרפה. הפחמן שלא הספיק להתרכב עם החמצן נותר בצורת '''[[פחם עץ|פחם]]'''.

תהליך הבעירה הוא בהכרח תהליך '''[[אקסותרמי]]''' – תהליך המשחרר יותר אנרגיה מן האנרגיה המושקעת בהפעלתו. למרות זאת, לעיתים קרובות יש להשקיע אנרגיה התחלתית (המכונה '''[[אנרגיית שפעול]]''') לשם התנעת התהליך. רוב הדלקים המוכרים לנו דורשים [[חימום]] מהיר לשם התחלת תהליך הבעירה. [[הצתה|הצתת]] דלק, לדוגמה באמצעות מצת, [[גפרור]] או ניצוץ [[חשמל]]י (ב[[מנוע]] ה[[מכונית]]), מספקת את אנרגיית השפעול הדרושה לבעירה. לאחר שתהליך הבעירה החל, מזין התהליך את עצמו: האנרגיה הרבה המשתחררת גורמת למולקולות נוספות לבעור, עד שחומר הדלק, או החומר המחמצן, כַלים.

תהליך הבעירה אינו חייב לצרוך חמצן מן האוויר: החמצן יכול להיצרך ממקורות שונים, ואפילו מתוך המולקולה האורגנית עצמה העוברת תהליך בעירה, אם "כדאי" מבחינה אנרגטית לפרק את ה[[קשר כימי|קשרים הכימיים]] שבהם היה קשור החמצן קודם לכן.

את ההסבר לתהליך הבעירה גילה ה[[כימאי]] ה[[צרפת]]י [[אנטואן לבואזיה]]. ב[[המאה ה-18|מאה ה-18]] האמינו אנשי ה[[מדע]] כי כשחומר בוער הוא פולט [[נוזל]] [[אי נראות|בלתי-נראה]] המכונה [[פלוגיסטון]]; לבואזיה הוכיח בניסוייו כי בעירה אינה אלא התרכבות של החומר הבוער עם החמצן שבאוויר.

שיטות רבות להפקת אנרגיה באופן מלאכותי מתבססות על בעירה של חומרים אורגניים שונים – החל בשריפת [[עץ (חומר גלם)|עץ]] באח לצורך חימום וכלה בשריפת דלק להנעת [[כלי רכב]].

==בעירה מלאה ובעירה חלקית==
בבעירה מלאה, החומר הבוער מגיב עם חמצן ליצירת מספר מוגבל של תחמוצות יציבות. עבור [[פחמימן]] (תרכובת של פחמן ומימן), לדוגמה, תוצרי בעירה מלאה יהיו פחמן דו-חמצני ומים. אלה הן התחמוצות היציבות של אטומי הפחמן והמימן.

התוצרים לאו דווקא יהיו בעלי [[מספר חמצון|מספר החמצון]] הגבוה ביותר האפשרי, כלומר לאו דווקא יהיו בעלי היחס הגבוה ביותר בין אטומי חמצן לאטומי החומר הבוער. זאת עקב האנרגיה הגבוהה הדרושה ליצירת חלק מהחומרים. לדוגמה, אם כי ה[[חנקן]] שבאוויר עשוי להגיב עם חמצן ליצירת [[תחמוצות חנקן]] ([[חנקן חמצני]] ו[[חנקן דו-חמצני]]), דרושה לכך [[טמפרטורה]] גבוהה כדי לספק את האנרגיה הדרושה לפירוק מולקולות החנקן, לפני שיוכלו להגיב עם חמצן.

בעירה חלקית תתרחש כאשר אין מספיק חמצן בתגובה כדי לחמצן באופן מלא את המגיבים, או כאשר הטמפרטורה נמוכה מדי. במקרה כזה מתקבלים מגוון תוצרים מחומצנים חלקית, כמו [[פחמן חד-חמצני]] עבור בעירה של פחמימן. בחומר זה היחס בין פחמן לחמצן הוא 1:1, במקום 1:2 (שני אטומי חמצן לכל אטום פחמן) עבור פחמן דו-חמצני. ניסוחה של תגובת בעירה חלקית כזו עבור פרופאן שהוזכר קודם הוא:

<math> \ \mathrm{C_3H_{8(g)} + 3.5O_{2(g)} \rightarrow 3CO_{(g)} + 4H_2O_{(g)}} </math>

בתנאים קיצוניים יותר של מחסור בחמצן, או בטמפרטורות נמוכות מדי, מתקבלת אש מפחמת – כלומר אש היוצרת חלקיקי [[פיח]] שחור, במקרה של פרופאן ניסוח בעירה חלקית כזו הוא:

<math> \ \mathrm{C_3H_{8(g)} + 2O_{2(g)} \rightarrow 3C_{(s)} + 4H_2O_{(g)}} </math>

== בעירה ביולוגית ==

אין הכרח כי בעירה תתרחש במהירות. תהליך בעירה [[ביולוגיה|ביולוגי]] מתרחש ב[[אורגניזם|יצורים חיים]] רבים (כל היצורים ה[[אווירני]]ים, ובהם ה[[אדם]]), והוא קרוי '''[[נשימה תאית]]'''. בתהליך זה מתרכב ה[[מזון]] שאנו צורכים (ובו [[גלוקוז]], [[חומצת שומן|חומצות שומן]] ועוד) עם חמצן (שמקורו ב[[אוויר]]). האנרגיה אינה משתחררת בצורת אש, אלא מנוצלת ב[[תא]] לבניית [[מולקולה|מולקולות]] עתירות אנרגיה (בעיקר [[ATP]]), אשר מאוחר יותר מנוצלות להתנעת תהליכים ביולוגיים הדורשים אנרגיה. גם בנשימה התאית מודגם העיקרון של התרכבות כל אחד אטומי הדלק עם חמצן:
* אטומי הפחמן שבמזון מתרכבים עם חמצן ויוצרים פחמן דו-חמצני. תגובה זו מתרחשת כצעד מקדים ל[[מעגל קרבס]] ובמעגל קרבס עצמו. הפחמן הדו-חמצני נפלט (ב[[בעלי חיים]] מפותחים) מהתא אל [[מחזור הדם]], משם הוא מגיע אל ה[[ריאות]] ונפלט החוצה אל האוויר בתהליך ה[[נשימה]].
* אטומי המימן שבמזון מתרכבים עם חמצן ויוצרים מים. תגובה זו מתרחשת בסיומו של ה[[זרחון חמצוני|זרחון החמצוני]], השלב האחרון בנשימה התאית.

==ראו גם==
{{מיזמים|ויקימילון=בעיר|ויקימילון 2=בעירה}}
* [[שרפה]]

==קישורים חיצוניים==
* {{דוידסון|מאיר ברק|האם קיימת אש קרה?|askexpert/chemistry/האם-קיימת-אש-קרה-הלט|27 אפריל 2011}}
* [https://lbscience.org/?p=15026 אל תשרפו עצים], באתר "[[מדע גדול, בקטנה]]", 10 במאי 2020
*[https://www.lergo.org/index.html#!/public/lessons/5dee5352255d51402dc6901b/intro תגובת בעירה וסוגים נוספים של תגובות כימיות], שיעור אינטראקטיבי באתר לרגו.
* {{בריטניקה}}
* {{דף שער בספרייה הלאומית|987007543260705171|בעירה}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:אש]]
[[קטגוריה:תגובות כימיות]]