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A combustão é uma reação de oxidação que produz calor e, portanto, é sempre exotérmica. Todas as reações químicas primeiro quebram as ligações e depois fazem novas para formar novos materiais. A quebra de títulos exige energia e, ao fazer novos, libera energia. Se a energia liberada pelas novas ligações for maior que a energia necessária para romper as ligações originais, a reação será exotérmica.
As reações de combustão comuns quebram as ligações das moléculas de hidrocarboneto, e as ligações resultantes de água e dióxido de carbono sempre liberam mais energia do que era usado para romper as ligações originais de hidrocarbonetos. É por isso que a queima de materiais compostos principalmente de hidrocarbonetos produz energia e é exotérmica.
TL; DR (muito longo; não leu)
A combustão é uma reação de oxidação exotérmica, com materiais como hidrocarbonetos reagindo com oxigênio para formar produtos de combustão como água e dióxido de carbono. As ligações químicas dos hidrocarbonetos quebram e são substituídas pelas ligações da água e do dióxido de carbono. A criação do último libera mais energia do que o necessário para quebrá-lo, de modo que a energia é produzida em geral. Em muitos casos, é necessária uma pequena quantidade de energia, como o calor, para quebrar algumas das ligações de hidrocarbonetos, permitindo a formação de novas ligações, a liberação de energia e a reação a se auto-sustentar.
Oxidação
Em termos gerais, a oxidação é a parte de uma reação química na qual os átomos ou moléculas de uma substância perdem elétrons. Normalmente é acompanhado por um processo chamado redução. Redução é a segunda parte da reação química em que uma substância ganha elétrons. Em uma reação de redução de oxidação ou redox, os elétrons são trocados entre duas substâncias.
A oxidação foi originalmente usada para reações químicas nas quais o oxigênio se combinava com outros materiais e os oxidava. Quando o ferro é oxidado, perde elétrons em oxigênio para formar ferrugem ou óxido de ferro. Dois átomos de ferro perdem três elétrons cada e formam íons férricos com uma carga positiva. Três átomos de oxigênio ganham dois elétrons cada e formam íons de oxigênio com uma carga negativa. Os íons carregados positiva e negativamente são atraídos um pelo outro e formam ligações iônicas, criando óxido de ferro, Fe2O3.
As reações que não envolvem oxigênio também são chamadas de reações de oxidação ou redox, desde que o mecanismo de transferência de elétrons esteja presente. Por exemplo, quando carbono e hidrogênio se combinam para formar metano, CH4, cada átomo de hidrogênio perde um elétron no átomo de carbono, que ganha quatro elétrons. O hidrogênio é oxidado enquanto o carbono é reduzido.
Combustão
A combustão é um caso especial de uma reação química de oxidação, na qual é produzido calor suficiente para tornar a reação auto-sustentável, em outras palavras, como um incêndio. Os incêndios em geral precisam ser iniciados, mas queimam sozinhos até ficar sem combustível.
Em situação de incêndio, materiais que contêm hidrocarbonetos, como madeira, propano ou gasolina, queimam para produzir dióxido de carbono e vapor de água. As ligações de hidrocarbonetos primeiro precisam ser quebradas para que os átomos de hidrogênio e carbono se combinem com o oxigênio. Iniciar um incêndio significa fornecer a energia inicial, na forma de uma chama ou faísca, para quebrar algumas das ligações de hidrocarbonetos.
Uma vez que a energia inicial resulta em ligações quebradas e hidrogênio e carbono livres, os átomos reagem com o oxigênio no ar para formar dióxido de carbono, CO2e vapor de água, H2O. A energia liberada pela formação dessas novas ligações aquece os hidrocarbonetos restantes e quebra mais ligações. Neste ponto, o fogo continuará queimando. A reação de combustão resultante é altamente exotérmica, com a quantidade exata de calor emitida dependendo do combustível e quanta energia é necessária para romper suas ligações.