EEN verbrandingsreactie is een belangrijke klasse van chemische reacties, gewoonlijk "branden" genoemd. In de meest algemene zin, verbranding omvat een reactie tussen elk brandbaar materiaal en een oxidatiemiddel om een geoxideerd product te vormen. Het komt meestal voor wanneer een koolwaterstof reageert met zuurstof om kooldioxide en water te produceren. Goede tekenen dat u te maken heeft met een verbrandingsreactie zijn onder meer de aanwezigheid van zuurstof als reactant en kooldioxide, water en warmte als producten. Anorganische verbrandingsreacties vormen mogelijk niet al deze producten, maar blijven herkenbaar aan de reactie van zuurstof.
Verbranding betekent niet noodzakelijk vuur
Verbranding is een exotherme reactie, wat betekent dat het warmte afgeeft, maar soms verloopt de reactie zo langzaam dat de verandering in temperatuur niet merkbaar is. Verbranding leidt niet altijd tot brand, maar als dat wel het geval is, is een vlam een karakteristieke indicator van de reactie. Hoewel de activeringsenergie moet worden overwonnen om de verbranding te starten (d.w.z. met behulp van een brandende lucifer om een vuur aan te steken), kan de warmte van een vlam voldoende energie leveren om de reactie zelfvoorzienend te maken.
Algemene vorm van een verbrandingsreactie
koolwaterstof + zuurstof → kooldioxide + water
Voorbeelden van verbrandingsreacties
Het is belangrijk om te onthouden dat verbrandingsreacties gemakkelijk te herkennen zijn omdat de producten altijd kooldioxide en water bevatten. Hier zijn verschillende voorbeelden van gebalanceerde vergelijkingen voor verbrandingsreacties. Merk op dat hoewel zuurstofgas altijd aanwezig is als reactant, in de lastiger voorbeelden de zuurstof afkomstig is van een andere reactant.
- Verbranding van methaan
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O (g) - Verbranding van naftaleen
C10H8 + 12 O2 → 10 CO2 + 4 uur2O - Verbranding van ethaan
2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 uur2O - Verbranding van butaan (komt vaak voor in aanstekers)
2C4H10(g) + 13O2(g) → 8CO2(g) + 10H2O (g) - Verbranding van methanol (ook bekend als houtalcohol)
2CH3OH (g) + 302(g) → 2CO2(g) + 4H2O (g) - Verbranding van propaan (gebruikt in gasgrills, open haarden en sommige fornuizen)
2C3H8(g) + 702(g) → 6CO2(g) + 8H2O (g)
Compleet versus onvolledige verbranding
Verbranding verloopt, zoals alle chemische reacties, niet altijd met 100% efficiëntie. Het is geneigd om reactanten op dezelfde manier te beperken als andere processen. Als gevolg hiervan zijn er twee soorten verbranding die u waarschijnlijk zult tegenkomen:
- Volledige verbranding: Ook wel 'schone verbranding' genoemd. Volledige verbranding is de oxidatie van een koolwaterstof die alleen kooldioxide en water produceert. Een voorbeeld van schone verbranding is het branden van een waskaars: de warmte van de brandende lont verdampt de was (een koolwaterstof), die op zijn beurt reageert met zuurstof in de lucht om kooldioxide en water. In het ideale geval brandt alle was, zodat er niets meer overblijft als de kaars eenmaal is verbruikt, terwijl de waterdamp en koolstofdioxide in de lucht verdwijnen.
- Onvolledige verbranding: Ook wel "vuile verbranding" genoemd, onvolledige verbranding is koolwaterstofoxidatie die naast kooldioxide koolmonoxide en / of koolstof (roet) produceert. Een voorbeeld van een onvolledige verbranding is het verbranden van kolen (een fossiele brandstof), waarbij hoeveelheden roet en koolmonoxide vrijkomen. Veel fossiele brandstoffen - waaronder kolen - verbranden zelfs onvolledig, waardoor afvalproducten in het milieu vrijkomen.