Les 3: Rekenen aan verbrandingsreacties

• Scheikunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 4

Les 1: Verbrandingsreacties

H8 Verbrandingen

Les 1: Verbrandingsreacties

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Leerdoelen

• 8.3.1 Je kunt de massaverhouding bij een chemische reactie bepalen op basis van de moleculaire massa’s van de betrokken stoffen.
  
• 8.3.2 Je kunt bepalen hoe groot de overmaat bij een chemische reactie is.

Les 1: Verbrandingsreacties

Leerdoelen

• 8.4.1 Je kunt uitleggen welke factoren het risico op onvolledige verbranding vergroten
  
• 8.4.2 Je kunt beschrijven welke reactieproducten bij een onvolledige verbranding ontstaan
• 8.4.3 Je kunt de negatieve gevolgen van onvolledige verbranding beschrijven

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Les 1: Verbrandingsreacties

Deze les

• 8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties
• Maken 8.3 opdr 4 t/m 8
• 8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen
  
• Maken 8.4 opdr 1 t/m 15

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

• Er moet een brandstof aanwezig zijn, bijvoorbeeld aardgas.
• Je moet zuurstof (O₂) toevoegen.

Als je een stof gaat verbranden, zijn er altijd drie voorwaarden waaraan voldaan moet worden:

• En er is een ontbrandingstemperatuur aanwezig.
• De ontbrandingstemperatuur is nodig om de verbranding te kunnen starten. 

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

• Bij de verbranding van koolstof ontstaat koolstofdioxide.
• C (s) + O₂ (g) → CO₂ (g)
• Bij de verbranding van zwavel ontstaat zwaveldioxide.
• S (s) + O₂ (g) → SO₂ (g)
• Bij de verbranding van waterstof ontstaat water.
• 2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂O (l)

Bij de verbranding van stoffen ontstaan de oxiden van de elementen die in die stoffen zitten.

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Om een stof te verbranden heb je een brandstof nodig.

Bekende voorbeelden van brandstoffen zijn de   fossiele brandstoffen;

• steenkool (koolstof)

• aardgas (voornamelijk methaan, CH₄)
• aardolie (mengsel met moleculen met veel C (en H) atomen) bijvoorbeeld benzine C₈H₁₈.
• aardgas/aardolie = koolwaterstoffen (C,H atomen)

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Les 1: Verbrandingsreacties

Scheikundigen moeten in de praktijk allerlei berekeningen kunnen maken. 

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Les 1: Verbrandingsreacties

Scheikundigen moeten in de praktijk allerlei berekeningen kunnen maken. 

• Een belangrijk voorbeeld daarvan is het bepalen van de hoeveelheid grondstoffen die nodig is voor het produceren van een stof of materiaal.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Les 1: Verbrandingsreacties

Verbranding van houtskool.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

Les 1: Verbrandingsreacties

Verbranding van houtskool.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

• Bereken de molecuulmassa's van de bovenstaande stoffen.

Les 1: Verbrandingsreacties

Verbranding van houtskool.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

• Bereken de molecuulmassa's van de bovenstaande stoffen.
• Maak gebruik van BINAS tabel 33/34

Les 1: Verbrandingsreacties

Verbranding van houtskool.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

• Bereken de molecuulmassa's van de bovenstaande stoffen.
• Maak gebruik van BINAS tabel 33/34

C = ... u

O₂ = ... u

CO₂ = ... u

Les 1: Verbrandingsreacties

Verbranding van houtskool.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

• Bereken de molecuulmassa's van de bovenstaande stoffen.
• Maak gebruik van BINAS tabel 33/34

C = 12,0 u

O₂ = 2 x 16,0 = 32,0 u

CO₂ = 12,0 + 32 = 44,0 u of 12,0 + 2 x 16,0

Les 1: Verbrandingsreacties

Verbranding van houtskool.

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

12,0   :   32,0    :      44,0

• Je hebt nu de massaverhouding bepaald.

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

De hoeveelheid beginstof die overblijft na een reactie.

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Je laat 50 gram koper reageren met 100 gram zuurstof, er ontstaat koperoxide.

• Welke stof is in overmaat? 

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Je laat 50 gram koper reageren met 100 gram zuurstof, er ontstaat koperoxide.

• Welke stof is in overmaat? 

  2 Cu (s)

+

        O₂ (g)

     -->

2 CuO (g)

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Je laat 50 gram koper reageren met 100 gram zuurstof, er ontstaat koperoxide.

• Welke stof is in overmaat? 

2 Cu (s)	+	O 2 (g)	-->	2 CuO (s)
127		32,0

2 Cu = 2 x 63,6 = 127

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Je laat 50 gram koper reageren met 100 gram zuurstof, er ontstaat koperoxide.

• Welke stof is in overmaat? 

2 Cu (s)	+	O 2 (g)	-->	2 CuO (s)
127		32,0
50 g

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Je laat 50 gram koper reageren met 100 gram zuurstof, er ontstaat koperoxide.

• Welke stof is in overmaat? 

2 Cu (s)	+	O 2 (g)	-->	2 CuO(s)
127		32,0
50 g		12,6 g

Les 1: Verbrandingsreacties

Overmaat

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties

Je laat 50 gram koper reageren met 100 gram zuurstof, er ontstaat koperoxide.

• Welke stof is in overmaat? 

2 Cu (s)	+	O 2 (g)	-->	2 CuO (s)
127		32,0
50 g		1 2,6 g

Dus zuustof is in overmaat.

Verbrandingen kunnen we indelen in twee groepen:

1. volledige verbranding: er is voldoende zuurstof aanwezig (overmaat zuurstof)
2. onvolledige verbranding: er is te weinig zuurstof aanwezig (ondermaat zuurstof).

Volledig en onvolledig heeft betrekking op de reactieproducten. Zowel bij de volledige als onvolledige verbranding van het element waterstof ontstaat de stof water.

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Verbrandingen kunnen we indelen in twee groepen:

1. volledige verbranding: er is voldoende zuurstof aanwezig (overmaat zuurstof)

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Verbrandingen kunnen we indelen in twee groepen:

   1. volledige verbranding: er is voldoende zuurstof                 aanwezig (overmaat zuurstof)

Bij de volledige verbranding van elementen ontstaat de oxiden van die elementen:

• koolstof (C) ontstaat koolstofdioxide (CO₂)
• zwavel (S) ontstaat zwaveldioxide (SO₂)

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Verbrandingen kunnen we indelen in twee groepen:  

   2. onvolledige verbranding: er is te weinig zuurstof            aanwezig (ondermaat zuurstof)

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Verbrandingen kunnen we indelen in twee groepen:

   2. onvolledige verbranding: er is te weinig zuurstof               aanwezig (ondermaat zuurstof)

Bij de onvolledige verbranding van elementen ontstaat de oxiden van die elementen:

• koolstof (C) ontstaat koolstof (roet) (veroorzaakt gele vlam) en/of koolstofmonoxide (CO)
  
• CO wordt ook wel kolendamp genoemd

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Voorbeelden van reactievregelijkingen:

Geef de reactievergelijking van de                                  volledige verbranding van methaan.

• ... CH4 (g) + ... O2 (g) --> ... CO2 (g) + ... H2O (l)
• ... CH4 (g) + 2 O2 (g) --> ... CO2 (g) + 2 H2O (l)

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

1. Vul een bolbuis met een klein beetje 'diesel'.
2. Verwarm de diesel met een kleurloze vlam.
3. Vang de verbrandingsproducten op in een wasfles met joodwater.
4. Als het joodwater niet van kleur verandert dan heb je geen zwaveldioxide aangetoond en dus geen zwavel (zwavelarm).
5. Verandert het joodwater wel van kleur, dan heb je wel zwaveldioxide aangetoond en ook zwavel (zwavelhoudend)

Vraag 6 

Stephanie tankt diesel. Ze kan kiezen uit zwavelhoudende en zwavelarme diesel. Maak een werkplan voor een proef waarmee Stephanie kan onderzoeken of ze zwavelarme diesel heeft getankt.

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Sommige brandtstoffen bevatten zelf als zuurstof atomen. Bij de verbranding komen die zuurstofatomen los en die worden vervolgens ook gebruikt om de stof verder de verbranden.

Voorbeeld: kaarsvet: C18H36O2 (s)

• De verbrandingsproducten blijven CO2 en H2O.
• ... C18H36O2 (s) + ... O2 (g) → ... CO2 (g) + ... H2O (l)
• ... C18H36O2 (s) + ... O2 (g) → 18 CO2 (g) + 18 H2O (l)
• ... C18H36O2 (s) + 26 O2 (g)  → 18 CO2 (g) + 18 H2O (l)

8.4 Volledige en onvolledige verbrandingen

Les 1: Verbrandingsreacties

AAN DE SLAG en HUISWERK

• Lezen 8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties
  
• maken 8.3 opdrachten 4 t/m 7

8.3 Rekenen aan verbrandingsreacties