Les 1 Verbrandingsvoorwaarden (4.1) en Brand blussen (4.2)

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Les 1: Verbrandingsreacties

H4 Verbrandingen

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Leerdoelen: 

Ik kan de drie verbrandingsvoorwaarden benoemen, aangeven op welke manier je een verbranding kunt blussen en hoe een explosie ontstaat.

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Inhoud van de les: 

• 4.1 Verbrandingsvoorwaarden en 4.2 Brand blussen 
• Filmpje: Ontbrandingstemperatuur
• Demo: Verbranding van koolstof en zwavel.
• maken 4.1 F, opdr 1, 4 en 5, 4.2 H opdr 4
• Verder gaan met leren H3 Geheim van het atoom.

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

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

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. 

• 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 (voldoende zuurstof) ontstaan de oxiden van de elementen die in die stoffen zitten.

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Je gebruikt een reagens om een stof aan te tonen.

Een reagens moet gevoelig en selectief zijn:

• Een gevoelig reagens toont een kleine hoeveelheid van een stof aan.
• Een selectief reagens toont slechts weinig stoffen aan.
• Hoe selectiever en gevoeliger, hoe beter het reagens.

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Demo 1: De verbranding van koolstof

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

• De bolbuis wordt met een klein beetje koolstof gevuld en de wasfles met helder kalkwater.
• De waterstraalpomp wordt aangezet en de koolstof wordt verhit. 

Demo 2: De verbranding van zwavel

zwavel

joodwater

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

• De bolbuis wordt met een klein beetje zwavel gevuld en de wasfles met helder geel joodwater.
• De waterstraalpomp wordt aangezet en de koolstof wordt verhit. 

Je gebruikt een reagens om een stof aan te tonen.

Een reagens moet gevoelig en selectief zijn:

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

• Een gevoelig reagens toont een kleine hoeveelheid van een stof aan.
• Een selectief reagens toont slechts weinig stoffen aan.
• Hoe selectiever en gevoeliger, hoe beter het reagens.

Een explosie is een snelle verbranding waarbij het volume van de gasvormige stoffen sterk toeneemt.

De toename van het volume kan op twee manieren.

1. Er ontstaat zoveel warmte, dat de aanwezige gassen uitzetten.
2.  De volumeverhouding tussen de brandstof en zuurstof liggen binnen de explosiegrenzen.

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Aardgas is explosief als tussen de 4,0% en 16 vol% aardgas in de lucht aanwezig is. 

Bereken hoeveel liter aardgas in de keuken minstens moet vrijkomen om een explosie te veroorzaken. 

De keuken is 4,2 m lang, 2,5 m hoog en 3,4 m breed.

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Aardgas is explosief als tussen de 4,0% en 16 vol% aardgas in de lucht aanwezig is. 

Bereken hoeveel liter aardgas in de keuken minstens moet vrijkomen om een explosie te veroorzaken. 

De keuken is 4,2 m lang, 2,5 m hoog en 3,4 m breed.

• V = l x b x h = 4,2 x 2,5 x 3,4 = 35,7 m³ lucht
• minimaal 4% = 4/100 x 35,7 m³ = 1,4 m³
• aantal liters: 1400 L (1 dm3 = 1 L)

4.1 Verbrandingsvoorwaarden

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Om een brand te blussen moet je minstens 1 van de onderstaande brandvoorwaarden wegnemen.

• brandstof
• zuurstof
• ontbrandingstemperatuur

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Om een brand te blussen moet je minstens 1 van de onderstaande brandvoorwaarden wegnemen.

• brandstof
• zuurstof
• ontbrandingstemperatuur

branddriehoek

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Brandstof wegnemen

• geen brandstof meer toevoegen
• de gaskraan van je brander dichtdraaien

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Brandstof wegnemen

• geen brandstof meer toevoegen
• de gaskraan van je brander dichtdraaien
• brandgangen aanleggen

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Zuurstof wegnemen, afsluiten van de omgeving

• bluszand

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Zuurstof wegnemen, afsluiten van de omgeving

• bluszand
• blusdeken

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Ontbrandingstemperatuur

Voor de brandweer is het belangrijk om van te voren te weten welk soort brandstof aanwezig is.

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Ontbrandingstemperatuur

Voor de brandweer is het belangrijk om van te voren te weten welk soort brandstof aanwezig is.

• Blussen met water: 

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blussen

Voor de brandweer is het belangrijk om van te voren te weten welk soort brandstof aanwezig is.

• chemicalien die heftig reageren met water, zoals natrium (alkalimetalen: groep 1)

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blussen

Voor de brandweer is het belangrijk om van te voren te weten welk soort brandstof aanwezig is.

• chemicalien die heftig reageren met de koolstofdioixde in een brandblusser, zoals magnesium en calcium (groep 2)

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blussen

Voor de brandweer is het belangrijk om van te voren te weten welk soort brandstof aanwezig is.

Vlam in de pan

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blussen

Voor de brandweer is het belangrijk om van te voren te weten welk soort brandstof aanwezig is.

Vlam in de pan

Niet blussen met water. Het water zakt naar de bodem. Bij 100 graden verdampt het water. Stoom zet uit en het brandende vet spat eruit.

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

Om het juiste blusmiddel te kiezen kijk je naar de brandbare stof. Er zijn vijf brandklassen (categorien)

• A: vaste stoffen zoals hout en meubels 
• B: vloeistoffen zoals benzine of diesel
• C: gassen zoals aardgas of campinggas
• D: metalen zoals natrium of magnesium
• F: vetten zoals frituurvet

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

Om het juiste blusmiddel te kiezen kijk je naar de brandbare stof. Er zijn vijf brandklassen (categorien)

Brandklasse E (elektriciteit) is geen officiële brandklasse en is niet meer in gebruik, omdat elektriciteit zelf geen brandstof is.

• A: vaste stoffen zoals hout en meubels 
• B: vloeistoffen zoals benzine of diesel
• C: gassen zoals aardgas of campinggas
• D: metalen zoals natrium of magnesium
• F: vetten zoals frituurvet

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

een gas verdeeld in een vloeistof

poeder: bijvoorbeeld natrium- of kaliumbicarbonaat

Les 1: Verbrandingsreacties

4.2 Brand blussen

Blusmiddelen

4.1 Verbrandingsvoorwaarden & 4.2 Brand blussen

Aan de slag: 

• maken 4.1 F, opdr 1, 4 en 5, 4.2 H opdr 4