سووتان: جیاوازیی نێوان پێداچوونەوەکان

'''سووتان''' ({{بە ئینگلیزی|Combustion}})<ref>colloquial meaning of burning is combustion accompanied by flames</ref> کارلێکێکی کیمیایی گەرمیدەرە لەنێوان سووتەمەنیێک (کەملێکەرەکە) و ئۆکسێنەرێک، بەشێوەیەکی ئاسایی ئۆکسجینی [[تەوشک|بەرگە ھەوا]]، کە بەرھەمی ئۆکسید،ئۆکسیدی وە بەزۆری بەرهەمی گازی دروست دەکات، لەتێکەڵیێکدالەتێکەڵەیەکدا ناودەبرێت بە دووکەڵ. سووتانی [[ئاگر]] گڕێک دروست دەکات، وە ئەو گەرمیەی کە بەرھەم ھاتوە دەتوانێ وا لە سووتانەکە کە بەبکات بەردەوامی سەربەستی ھەبێ بۆ سووتانی بەردەوام. سووتان بە زۆری زنجیرەیێکیزنجیرەیەکی ئاڵۆزی کارلێکە سەرەتاییەکانی ڕادیکاڵە. سوتەمەنیە ڕەقەکان٫ وەک [[دار]] و [[خەڵووز]]٫ سەرەتا بە کارلێکی شیبونەوە بە گەرمیدا تێتەپەردەبێ بۆ بەرھەمھێنانی سووتەمەنی گازی سووتان دواتر گەرمیە داواکراوەکە دەبەخشێت بۆ بەرھەمھێنانی بڕێکی زۆرتر. بەزۆری سووتان تەواو گەرمە٫ کە [[ڕووناکی]] داگیرساو لەسەر شێوەی ھەریەک گەشانەوە یان گڕێک بەرھەم دێت.

نموونەیەکی سادە دەتوانرێ ببینرێ لە ناو سووتانی [[ھایدرۆجین]] و [[ئۆکسجین]] بۆ ھەڵمی ئاو٫ کارلێکێک بە گشتی بە کاردێ بۆ تێکردنی سووتەمەنی مەکینەی مووشەک. ئەم کارلێکە kJ/mol 242 گەرمی بەڕەڵا دەکات و [[ئێنتالپی|ئێنتاڵپی]] کەم دەکاتەوە وە بەوەشێوەیەش (لە پلەی گەرمی و پەستانی جێگیردا):

سووتانی سوتەمەنیێکی ئۆرگانیکی لە ھەوادا ھەردەم گەرمیدەرە چونکە بۆندە دوانیەکەی (O₂) زۆر لاوازترە لە بۆندە دوانیەکانی تر یان جووتێک لە بۆندە تاکەکان، وە لەبەر ئەوە پێکھێنانی بۆندە بەھێزەکان لە ناو بەرھەمەکانی سووتان [[[[ئاو]]|H2O]] و [[[[کاربۆن دووئۆکسید]]|CO2]] دەبێتلەئەنجامدا لەدەبێتە ئەنجام لەهۆی بەڕەڵاکردنی [[وزە]].<ref name="Schmidt-Rohr 15">{{cite journal|last1=Schmidt-Rohr|first1=K|year=2015|title=Why Combustions Are Always Exothermic, Yielding About 418 kJ per Mole of O₂|doi=10.1021/acs.jchemed.5b00333|journal=J. Chem. Educ.|volume=92|issue=12|pages=2094–2099|bibcode=2015JChEd..92.2094S}}</ref> وزەکانیوزەی نێو بۆندی ناو سووتەمەنیەکە تەنھا ڕۆڵی لاوەکی دەگێڕێ.دەگێڕێ، لەوکاتەوەی کە ئەوانئەو هێزانە چوونیەکن لەگەڵ وزەی بۆندەکان کە لە نێو بەرھەمەکانی سووتاندان؛ بۆ نموونە، سەرجەمی وزەی بۆندەکانی (CH₄) بە نزیکەیی چوونیەکە لەگەڵ وزەی بۆندەکانی(CO2).بڕی گەرمی سووتانەکەسووتان بە نزیکەیی -418 kJ بۆ مۆڵی (O₂) بەکارھاتووە لە کارلێکی سووتاندا، وە دەتوانترێدەتوانرێ پێکھاتەی توخمی سووتەمەنیەکە بخەملێندرێ.<ref name="Schmidt-Rohr 15"/>

سووتانی ھان نەدراو لەناو ھەوادا پێویستی بە [[پلەی گەرمی]] بەرزی یەکسانە، سووتانی تەواو ستۆکیۆمەتریکە ([[stoichiometric]]) بە گوێرەی بڕی سووتەمەنیەکە، کە لەوێدا ھیچ سووتەمەنیەکی بە جێماوە نیە، وە بەشێوەیەکی خەیاڵی(ideally) ھیچ شتێکی ئۆکسێنەر بەجێنەماوە. بە شێوەیەکی [[داینامیکە گەرمی|داینەمیکە گەرمی]]، [[ھاوسەنگیی کیمیایی|ھاوسەنگی کیمیایی]] سووتان لەناو ھەوادا بەڕادەیەکی ئێجگار زۆر دەکەوێتە لای (دەکەوێتە سەر) بەرھەمەکان. ھەرچەندە سووتانی تەواو ئەستەمە بە نزیکەیی ئەستەمە بۆ بەدەستھێنانی، لەو کاتەوەی ھاوسەنگیەکیمیاییەکەھاوسەنگیە کیمیاییەکە بە شێوەی پێویست نەگەیشتووە (بە دەست نەگەیشتووە یا)، یان لەوانەیە بەرھەمی نەسووتاوی تیابێت وەک کاربۆن مۆنۆکساید(CO)، یان ھایدرۆجین وە ھەروەھا کاربۆنیش (کاربۆنی ڕەشیانڕەش یان خۆڵەمێش). بەم شێوەیە، بەشێوەیەکی گشتی دووکەڵی بەرھەمھاتوو ژەھراویە و کەمێک بەرھەمی ئۆکسیدبوو یان نەسووتاو دەگرێتەخۆ(تیایەتی). ھەرسووتانێکھەر سووتانێک لە پلەی گەرمی بەرز لەناو ھەوای بەرگە ھەوای زەوی،زەویدا کە سەدا (٧٨)ی نایترۆجینە، ھەروەھا [[نایترۆجین]] چەندین ئۆکسیدی نایترۆجینیبرینایترۆجینی بری بچووک درووست دەکات، بە گشتی وەک (NOx) ئاماژەی پێدەکرێ، کە سەدا (٧٨)ی بەرگە هەوا نایترۆجینە، لەوکاتەوەی کە سووتانی نایترۆجین بەشێوەیەکی داینامیکە گەرمی لە پلەی گەرمی بەرز پەسەندی دەکات،پەسەندە، نەوەک نزم. لەوکاتەوەی کە سووتان بەدەگمەن پاکە،پاکە(بەدەگمەن بێزیانە)، پاکردنەوەی گازی فرێدراوی دووکەڵ یان کاتەلیک کۆنڤێەرتەر(catalytic converter) لەلایەن یاساوە داوابکرێ.

[[ئاگر]] بەشێوەیەکی سرووشتی ڕوودەدات، کە داگیرساوە بەھۆی تریشقە لێدان یان بۆھۆیبەھۆی بەرھەمەکانی [[گڕکان]]ی. سووتان (ئاگر) یەکەمین یەکەمین کارلێکی کیمیایی کۆنتڕۆڵکراوبوو لەلایەن مرۆڤەوە دۆزراوە، لەسەر شێوەی ئاگری ھەوارگە یان ئاگرەخۆشە، وە بەردەوام دەبێ بۆئەوەی ببێتە شێوازی سەرەکی بۆ مرۆڤایەتی بۆ بەرھەمھێنانی وزە. بەگشتی، سووتەمەیەکە کاربۆنە، یان [[ھایدرۆکاربۆن]] یان تێکەڵەیەکی ئاڵۆزە وەک دار کە کەمێک ھایدرۆکاربۆنی بە ئۆکسیدبووی تێدایە. ئەو وزە گەرمیە بەرھەم ھاتووە لە سووتانی سووتەمەنی بەردبووەکانەوە وەک خەڵووز یان [[نەوت]]، یاخود لە سووتەمەنیە نوێبووەکان وەک داری ئاگر، کە دروێنەکراووە(بەرهەم هاتووە) بۆ بەکارھێنانی ھەمەجۆری وەک، [[پیشەسازی]] یان گەرمکرنی نیشتیمانی (ناوەخۆ). ھەروەھا سووتان لەم دواییانەدا تاکە کارلێکە کە بەکاردێ بۆ ھێزپێدانھێز پێدان بە مووشەکەکان. ھەروەھا سووتان بەکاردێ لەناوبردنی (سووتانی) پاشماوەی بەفیڕۆچووی ھەردوو جۆری بەزیان و بێ زیان.

ئۆکسێنەرەکان بۆ سووتان توانای شاراوەی ئۆکساندنی بەرزیبەرزیان ھەیەھەیە، وە ئۆکسجینی بەرگەھەوا یان ئۆکسجینی بێخەوش دەگرێتەوە، یان [[کلۆر|کلۆرین]]، [[فلۆر|فلۆرین]]، کلۆرین تریفلۆرید، نیتریس ئۆکسید وە نیتریک ئەسیدیش دەگرێتەوە. بۆنموونە [[ھایدرۆجین]] لە ناو کلۆرین دەسووتێ بۆ پێکھەنانیپێکھێنانی ھایدرۆجین کلۆرین بە ئازادکردنی تایەتمەندی گەرمی و ڕووناکیەکەی سووتان. ھەرچەندە بەگشتی ھاننەدراوە، سووتان دەتوانێ ھانبدرێ بەھۆی پلاتنیۆم([[پلاتین]]) یان [[ڤانادیۆم]]، ھەروەک لەناو کرداری (پڕۆسەی) بەریەککەوتن(Contact process).

لەسووتانی تەواودا، مادەماددە کارلێکەرەکە دەسووتێ لە نێو ئۆکسجین، وە ژمارەیەکی سووتانیدیاریکراو بەرھەملە بەرھەمی سووتان، بەرھەمدەھێنێ. کاتێک ھایدرۆکاربۆنێک دەسووتێ لە نێو ئۆکسجین، کارلێکەکە بەشێوەیەکی سەرەکی دوانەئۆکسیدی کاربۆن و ئاو بەرھەمدەھێنێ. کاتێک پێکھاتەکان دەسووتێنرێ، بەرھەمەکان بە پلەی یەکەم باوترین ئۆکسیدن. کاربۆن دوانە ئۆکسیدی کاربۆن دروست دەکات، [[گۆگرد]] دوانە ئۆکسیدی گۆگرد دروست دەکات، وە [[ئاسن]] ئۆکسیدی ئاسن دروست دەکات. نایترۆجین بە مادەیماددەی زوو گڕگرتوو(سووتێنەر) ڕەچاو ناکرێ کاتێک ئۆکسجین ئۆکسێنەرەکەیە، بەڵام بڕەبڕی کەم لە کەمەکانی ئۆکسیدی نایترۆجینەکاننایترۆجینە ھەمەجۆرەکان پێکدێت کاتێک ھەواکە ئۆکسێنەرەکەیە(بە گشتی بە جۆری NOx ناولێنراوە) پێکدێت کاتێک ھەواکە ئۆکسێنەرەکەیە.

سووتان بەشێوەیەکی پێویست خوازراوی بەرزترین پلەی ئۆکساندن نیە، وە سووتان دەکرێ ببێت بەببێتە پەیوەست بە پلەی گەرمی. بۆنموونە، گۆگردی ئۆکسیدی سیانی(sulfur trioxide) بە چەندێتی (بە بڕەکەی) بەرھەم نەھاتووە بەھۆی سووتانی گۆگرد. جۆری NOx بە بڕێکی(ڕێژە) گرنگ دەردەکەوێ بە نزیکەی سەروی ٢٬٨٠٠(2,800 °F (1,540 ،°C°)، وە زیاترزیاتریش بەرھەمدێت لەپلەی گەرمی بەرزتر. ھەروەھا بڕی (NOx) نەخشەیەکە لە جۆری ئۆکسجین.<ref name="NOx formation">[http://www.alentecinc.com/papers/NOx/The%20formation%20of%20NOx_files/The%20formation%20of%20NOx.htm The formation of NOx]. Alentecinc.com. Retrieved on 2010-09-28.</ref>

لە زۆربەی بەکارھێنانەکانی پیشەسازی وە لە ئاگردا، [[ھەوا]] سەرچاوەسەرچاوەی [[ئۆکسجین]]ە (O2). لەھەوادا، ھەر مۆڵێکی ئۆکسجین تێکەڵکراوە بە نزیکەیی لەگەڵ (٣٫٧١3.71) مۆڵی نایتۆجین. نایترۆجین لەناو سووتان جیانابێتەوە، بەڵام لە پلەیپلە گەرمە بەرزەکان ھەندێک لە نایترۆجین دەگۆڕدرێ بە NOx (بەزۆری NO، لەگەڵ هەندێ بڕی بچووکتر لە NO2). لەلایەکی ترەوە، کاتێک ئۆکسجینی بەشکردوو(پێویست) نیە بۆ سووتانی سووتەمەنیەکە بە تەواوی، ھەندێک [[کاربۆن]]ی سووتەمەنیەکە دەگۆڕێ بۆ یەکەئۆکسیدی کاربۆن(CO) وە وە ھەندێ لە ھایدرۆجینەکە بە کارلێکردوییکارلێک نەکردوویی دەمێنێتەوە. کۆمەڵەیەکی تەواوی زیاتر لە ھاوکێشەکان بۆ سووتانی ھایدرۆکاربۆنێکی نێو ھەوا، لەبەرئەوە،ھەوا داوای حیسابێکی تر دەکات بۆدابەشکردنیبۆ دابەشکردنی ئۆکسجین لەنێوان کاربۆنەکە و ھایدرۆجینی نێو سووتەمەنیەکە.

بڕی ھەوای پێویست بۆ ڕوودانی سووتانی تەواو زانراوە بە ھەوای [[تیۆری]]. ھەرچەندە، لەکرداردا، ھەوای بەکارھاتوو(2-3x) جاریهێندەی ھەوای تیۆرییە.

سووتانی ناتەواو ڕوودەدات کاتێک ئۆکسجینی[[ئۆکسجین]]ی تەواونیە بۆ ئەوەی ڕێگەبە سووتەمەنیەکە[[سووتەمەنی]]ەکە بدات تاکو بەتەواوی کارلێک بکات بۆبەرھەمبۆ بەرھەم ھێنانی دوانەئۆکسیدی کاربۆن و ئاو. وە ھەروەھا ڕوودەدات کاتێ سووتانەکە بەخێرایی سارد دەکرەێتەوە بەحەوزێکی گەرمی،گەرمی(خەزانێکە بۆ مژینی گەرمی بێ گۆڕانی پلەی گەرمی)، ھەروەک ڕوێکی پتەو و تەڵەی بڵێسە(ئامێرێکە بۆ ڕێ گرتن لە گەڕانەوەی گڕ بۆنێو بۆڕی هاتو یان ڕێگرتن لە تەقینەوە).

ئاو بەرھەمدێ لەڕێگای سووتانی تەواو؛ ھەرچۆنێک بێت، کاربۆن، وە یەکەئۆکسیدی کاربۆن، وە/یان ھایدرۆکسید بەرھەمدێت لەجیاتی دووانە ئۆکسیدی کاربۆن.

بۆ زۆربەی سووتەمەنیەکان، ڕۆنی دیزڵ، [[خەڵووز]] یان دار،[[دار]]، شیبونەوە بەگەرمی پێش سووتان ڕودەدات. لە سوتانی ناتەواودا بەرھەمەکانی کارلێکی شیبوونەوە بەگەرمی بە نەسووتاوی دەمێنێتەوە وە دووکەڵەکە پیس دەکەن بە تەنۆلکەی زیان بەخش و گازەکان. نیمچەپێکھاتووە ئۆکسیدبووەکان بەھەمان شێوە نیگەرانیێکن؛ نیمچەئۆکسانی ئیتانۆڵئیثانۆڵ دەتوانێ ئاستیھاڵدیھایدیئەسیتاڵدیهایدی زیانبەخش بەرھەم بێنێ، وە کاربۆنیش دەتوانێ یەکەیۆکسیدی ژەھراوی بەرھەم بھێنێ.