NASK II H3

• nask2
• Middelbare school
• Voortgezet speciaal onderwijs
• vmbo g, t
• Leerroute VG
• Leerroute VT
• Leerjaar 4

Verbrandingen

Verbrandingen

Verbrandingsreacties

Stoffen

Voorwaarden verbranding

Fossiele brandstoffen
(Bijv.: diesel, benzine, lpg & campinggas) = uit aardolie, beperkt! 

Lucht

• 21 % zuurstof
• 78 % stikstof
• overige gassen; koolstofdioxide & edelgassen

Ontbrandingstemperatuur = verschillend per brandstof

Waarom verbranding?

• Vrijkomen van energie;
  
• Warmte,
• Beweging, 
• Vuilverbranding

Verbrandingsverschijnselen

• Vlam = hoeveelheid gloeiend gas
• Vonken = kleine vaste gloeiende deeltjes die wegspringen of met hete rook omhoogstijgen
• Rook = zeer fijn verdeelde vaste deeltjes die NIET gloeien (niet heet genoeg)
• Asresten = vrijgekomen vaste stoffen die GEEN rook of vonken vormen

Verbrandingen

Brand blussen

Brand en explosie

• Brand = ongecontroleerde verbrandingsreactie
• Explosie = een zeer snelle en hevige verbrandingsreactie (vaak gevolgd door brand)

Brand blussen

• Afkoelen tot onder ontbrandingstemperatuur
• Brandstof weghalen
• Aanvoer zuurstof afsluiten

Verbrandingen

Rekenen

• Bij een verbrandingsreactie reageren de brandstof en zuurstof in een vaste massaverhouding. 
• Overmaat = een gedeelte van een beginstof blijft na afloop van de reactie over.

Een overmaat aan zuurstof is geen probleem, dit mengt zich met de lucht. 

Een overmaat van een andere stof is meestal ongewenst > het reactieproduct is GEEN zuivere stof!

Stoffen reageren altijd in een bepaalde verhouding met elkaar > zie coëfficiëntgetallen in de reactievergelijking.

1. Reactievergelijking
2. Massaverhouding noteren:
   - Molecuulmassa's uitrekenen > ... u
   - Atomaire molecuulmassa vervangen 
   - Massa vóór de reactie = massa na de reactie
3. Bereken gevraagde stof m.b.v. verhoudingstabel

Weet je nog?

H2.4

Overschot uitrekenen

Je hebt 60 gram magnesium en 45 gram zuurstof. Wat is het overschot?

Er is maar 39 gram zuurstof nodig. 

Er is dus 45 gram - 39 gram = 6 gram zuurstof overschot.

RV:  2 Mg (s) + O₂ (g)      2 MgO (s)

MV:   49 u      + 32 u           81 u

           49 gr    + 32 gr         81 gr 

De hoeveelheid van een vaste stof wordt bijv. gegeven in gram of kilogram = massahoeveelheid. 

Reken een volumehoeveelheid altijd eerst om naar een massahoeveelheid. 

Vloeistoffen en gassen worden meestal gegeven in bijv. ml of dm3 = volumehoeveelheid.

Verbrandingen

(On)volledige verbranding

Aardgas

Aardgas = mengsel dat bestaat uit methaan (80%) en stikstof.

Aardgas verbranden

• Methaan = CH4 
• Bij volledige verbranding ontstaat CO2 (g), H2O (g) en energie.

Brandbare stof

Kleur- en geurloos

In methaanmoleculen is energie opgeslagen = chemische energie 

Aardgas verbranden

• CH4 (g) + 2 O2 (g)        CO2 (g) + 2 H2O (g) 

Wordt niet weergegeven in de reactievergelijking!

Bijv. licht & warmte

Oxidatie = reactie tussen zuurstof en een andere stof

Bij een verbranding ontstaan zuurstofverbindingen = oxiden. Bij een verbranding met voldoende zuurstof ontstaan oxiden van de elementen in de brandstof.

Methaan is C en H

Na verbranding CO2 en H2O

Koper > koperoxide

Magnesium > magnesiumoxide 

Aantonen verbrandingsprod.

Reagens = stof die een andere stof zichtbaar maakt

Vb.: 

• Wit kopersulfaat kleurt blauw bij contact met water
  
• Koolstofdioxide maakt helder kalkwater troebel

Producten zijn niet altijd te zien. Denk aan waterdamp en koolstofdioxide. Je kunt ze wel aantonen. 

Ook zuivere zuurstof kun je aantonen; een gloeiende houtspaander gaat feller branden/gloeien als hij in contact komt met zuivere zuurstof. 

Een gloeiende houtspaander is een reagens op zuivere zuurstof. 

Weet je nog?

H2.2

Onvolledige verbranding

Volledige verbranding

• voldoende zuurstof
  

Onvolledige verbranding

• Onvoldoende zuurstof
• Andere reactieproducten

Zeer giftig gas!

Verbrandingen

Brandstoffen en milieuvervuiling

Fossiele brandstoffen

• Steenkool       opwekken energie (NL), wordt voor verbranding gezuiverd; cokes.
  
• Aardolie (koolwaterstof)       brandstoffen & grondstoffen voor chemische industrie.
• Nadeel: er komen veel schadelijke stoffen vrij
• Milieuschade door vrijkomen CO2, SO2 en NO3: 

versterkt broeikaseffect en zure regen

Ammoniak

• Ammoniak        komt voor in mest.
• In de bodem wordt het door bacteriën gebruikt als grondstof en omgezet in Salpeterzuur.  

verzuring van de bodem

CFK's

• Ozon       komt voor in de ozonlaag, die zich hoog in de dampkring rondom de aarde bevindt. 
• Ozonlaag absorbeert schadelijke straling van de zon.
• Cfk's = stoffen die bestaan uit de elementen chloor, fluor en koolstof.
• In de jaren '79-'80 gebruikt in o.a. koelkasten. 

veroorzaken gat in de ozonlaag

Verbrandingen

Reactiesnelheid

Snelle verbranding: stof verbrandt bijna onmiddellijk

Voorwaarden: 

• brandstof en zuurstof komen snel in contact 
• temperatuur is hoog genoeg

Explosie = hoge reactiesnelheid

Reactiesnelheid = de hoeveelheid stof die in een bepaalde tijd reageert of ontstaat

Langzame verbranding: verbranding zonder vuurverschijnselen, lage reactiesnelheid

Reactiesnelheid beïnvloeden

• soort stof
• verdelingsgraad fijne verdeling van de stof
• concentratie de hoeveelheid stof in een mengsel
• temperatuur hogere temperatuur = snellere reactie
• katalysator stof die reactiesnelheid verhoogt, zonder daarbij zelf verbruikt te worden

Combineer de juiste afbeelding, term en uitleg.

Vlammen

Rook

Vonken

Asresten

Heet geworden gas dat gaat gloeien.

Kleine vaste, gloeiende deeltjes.

Vrijgekomen vaste stoffen.

Zeer fijn verdeelde zwevende vaste deeltjes.

Volledige verbranding

Onvolledige verbranding

Zet de elementen in de juiste groep.

Er is sprake van een goede luchttoevoer

Voldoende zuurstof

Er is onvoldoende zuurstof om de brandstof volledig te verbranden

Na de reactie is er een overmaat van de brandstof

Roet

Er ontstaat rook

Er ontstaat CO

Er ontstaat koolstofdioxide

Waarom mag je de
frituurpan
niet met water blussen?

1. Een vloeistof kun je niet met een andere vloeistof blussen.
2. Het vuur en de hete olie brengen het water aan de kook.
3. Je kunt de olie niet afkoelen tot onder de ontbrandingstemp.

Waarom blijven fopkaarsen branden als je ze uitblaast?

1. Het lont koelt onvoldoende af.
2. Er blijft zuurstof beschikbaar.
3. Het stofje magnesium gaat door de tempe-ratuur weer branden.
4. Het kaarsje wordt veel heter dan een normale kaars.

Je wil 80 gram magnesium verbranden. Hoeveel zuurstof is er nodig?

Je verbrandt 20 gram calcium met 10 gram zuurstof. Welke stof is in overmaat en hoeveel?

Is er bij de verbrandingsreactie van de vorige vraag sprake van een volledige verbranding?

1. Ja
2. Nee

Wat betekenen de onderstaande pictogrammen?

Explosief

Explosieve, zelfontledende stoffen en organische peroxiden die bij verhitting kunnen ontploffen.

Oxiderend

Oxiderende gassen, vaste stoffen en vloeistoffen die brand en ontploffing kunnen veroorzaken of intensiveren.

Giftig

Chemische stoffen met dit etiket zijn acuut giftig bij contact met de huid. Inademen of inslikken kan dodelijk zijn.

Licht ontvlambaar

Brandbare gassen, aerosolen, vloeistoffen en vaste stoffen. 

Is hier sprake geweest van een volledige verbranding?

1. Ja
2. Nee

Kan koolstofdioxide aangetoond worden?

1. Nee, het is geur- en kleurloos.
2. Nee, het is een gas.
3. Ja, met helder kalkwater.
4. Ja, door het gas te condenseren.

Hoe werkt de aantoningsreactie in de vorige vraag?

Wat voor soort stof is wit kopersulfaat?

Welke stof veroorzaakt zure regen?

1. Zwavel
2. Ammoniak
3. Stikstofoxiden
4. Zwaveldioxide

Hoe ontstaat zwaveldioxide? Geef de kloppende reactievergelijking.

periodieksysteem.com