Verbrandingen en explosies

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Verbrandingen en explosies

Deze les

Verbranding

Koolwaterstoffen

Volledige en onvolledige verbranding

Reagens

Explosies

Verbrandingsreactie

• Komt warmte bij vrij (exotherm)
  
• altijd zuurstof (O2) nodig
  
• -oxides ontstaan
  
• Veel brandstoffen zijn koolwaterstoffen zoals methaan (aardgas), benzine en houtskool. 
  
• CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l)
  

Koolwaterstoffen

• Moleculen die alleen uit C- (koolstof-) en H- (waterstof-) atomen bestaan
  
• Bijvoorbeeld methaan (CH₄) en benzine (C₈H₁₈)
  
• Genoeg zuurstof? Dan volledige verbranding
  
• Niet genoeg zuurstof? Dan onvolledige verbranding
  

Volledige verbranding

• Er is genoeg zuurstof aanwezig.
  
• Blauwe vlam
• Koolwaterstof verbrandt, H₂O en CO₂ ontstaan
  
• C₅H₁₂ (g) + O₂ (g) --> CO₂ (g) + H₂O (l) 
  
• C₅H₁₂ (g) + O₂ (g) --> 5 CO₂ (g) + 6 H₂O (l) 
  
• C₅H₁₂ (g) + 8 O₂ (g) --> 5 CO₂ (g)+ 6 H₂O (l) 
  

Onvolledige verbranding

• Er is niet genoeg zuurstof aanwezig
  
• Met waterstofatomen kan alleen water ontstaan
• Voor koolstofatomen kan ook koolmono-oxide (CO) ontstaan of zelfs alleen koolstof (C)
• Koolstof zie je als roet (zwarte wolk) of doordat de vlam geel is

Onvolledige verbranding

• C₅H₁₂ (g) + O₂ (g) --> CO (g) + H₂O (l) 
  
• C₅H₁₂ (g) + O₂ (g) --> 5 CO (g) + 6 H₂O (l) 
  
• C₅H12 (g) + 5 1/2 O₂ (g) --> 5 CO (g)+ 6 H₂O (l) 
  
• 2 C₅H₁₂ (g) + 11 O₂(g) --> 10 CO (g) + 12 H₂O (l)

• C₅H₁₂ (g) + O₂ (g) --> C (2) + H2O (l) 
  
• C₅H₁₂ (g) + O₂ (g) --> 5 C (s) + 6 H₂O (l) 
  
• C₅H₁₂ (g) + 3 O₂ (g) --> 5 C (s)+ 6 H₂O (l) 
  

Vervuiling

• Benzine en diesel bevatten vaak ook zwavel.
  
• Bij verbranding van zwavel ontstaat zwaveldioxide.
  
• Zwaveldioxide kun je aantonen met een reagens: filmpje!
  

Aantoningsreacties

• CO2 toon je aan met (helder) kalkwater

(helder wordt wit, troebel)

• SO2 toon je aan met joodoplossing

(geel wordt kleurloos)

Welke stof ontstaat er als je magnesium verbrandt?

1. magnesium
2. magnesiumzuurstof
3. magnesiumoxide
4. zuurstofmagnesium

Explosie

• Heel snelle verbrandingsreactie in een afgesloten ruimte. 
  
• Er ontstaan gassen, die nemen (veel!) meer ruimte in dan de vaste stof of vloeistof die de brandstof was. 
  
• Een goed mengsel tussen zuurstof en brandstof is nodig voor explosie.
  

Explosiegrenzen

• OEG:
  
• Onderste explosiegrens
  
• Laagste concentratie gas waarbij een explosie mogelijk is
  

• BEG
  
• Bovenste explosiegrens
  
• Hoogste concentratie gas waarbij een explosie mogelijk is
  

Deze les

• Bij verbranding heb je altijd zuurstof nodig
  
• Bij verbranding ontstaan -oxides met de elementen uit de brandstof
  
• Veel brandstoffen zijn koolwaterstoffen. 
  
• CO2 en SO2 toon je aan met (verschillende) reagentia
• Explosies zijn snelle verbrandingen in een afgesloten ruimte

Huiswerk

Lees en leer § 5.3

Mak opgaven 10 t/m 17