Verbranding is een chemische oxidatiereactie die plaatsvindt tussen twee stoffen, die warmte genereert als een vorm van energieafgifte. De stoffen die bij de verbranding betrokken zijn, zijn brandstof en oxidatiemiddel.
Verbranding (of verbranding) is een veel voorkomend verschijnsel in ons dagelijks leven: een brandende kaars, kookgas in werking, een aansteker en het verbranden van brandstof in een auto zijn voorbeelden van verbranding.
De twee soorten verbranding
Verbranding kan van twee soorten zijn: compleet of onvolledig. Ze lijken op elkaar en beginnen op dezelfde manier, het verschil tussen hen is het eindproduct, dat ontstaat door verbranding.
1. volledige verbranding
Verbranding wordt voltooid genoemd wanneer er de nodige hoeveelheid zuurstof is om de brandstof tot het einde te verbruiken. In dit proces, kooldioxide (CO2) en Water (H2O).
Bij een volledige verbranding is de kleur van de vuurvlam meer blauwachtig.
Voorbeelden
- Volledige verbranding van methaan (CH4 + O2 → CO2 + H2O)
- Volledige verbranding van butaan (C4H10 + O2 → CO2 + H2O)
2. onvolledige verbranding
Onvolledige verbranding vindt plaats wanneer de brandstof niet helemaal wordt verbruikt omdat er niet genoeg zuurstof is om dit te doen.
Wanneer de verbranding onvolledig is, ontstaan koolmonoxide (CO), kooldioxide (CO2), Water (H2O) en roet (resten van onvolledige verbranding).
Voorbeelden
- Onvolledige verbranding van methaan (CH4 + O2 → C + 2H2O)
- Onvolledige verbranding van butaan (C4H10 +502 → 8C + 10H2O)
Bij onvolledige verbranding is de vlamkleur anders, meer gelig.
Samenvatting van verschillen tussen volledige en onvolledige verbranding
| volledige verbranding | onvolledige verbranding | |
|---|---|---|
| brandstofverbruik | Volledig verbruikt. | Het wordt niet volledig verbruikt. |
| hoeveelheid zuurstof | Genoeg om alle brandstof te verbranden. | Niet genoeg om alle brandstof te verbranden. |
| Product | Kooldioxide en water. | kooldioxide, koolmonoxide, water en roet. |
| vlam kleur | Blauwachtig. | Geelachtig. |
Hoe vindt verbranding plaats?
Verbranding vindt alleen plaats als deze drie factoren aanwezig zijn: brandstof, oxidatiemiddel en ontstekingsbron. De vereniging tussen deze drie verbrandingselementen wordt een vuurdriehoek of verbrandingsdriepoot genoemd.
1. Brandstof
Het is de stof die ervoor zorgt dat de verbranding op gang komt. Het zijn ontvlambare elementen, die branden en van alle soorten kunnen zijn: vast, vloeibaar of gasvormig.
Voorbeelden: hout, papier, alcohol, benzine, kookgas, ethanol, methaan en butaan.
2. oxiderend
Het is de stof die de intensiteit van de verbranding verhoogt, waarbij zuurstof het meest voorkomende oxidatiemiddel is. De oxidator is verantwoordelijk voor de duur en verspreiding van de brand.
3. ontstekingsbron
De ontstekingsbron is het element dat de verbranding in gang zet, dat de eerste warmte (energie) levert die het proces in gang zet. Een lucifer of een ander element dat een vonk genereert, kan een ontstekingsbron zijn.
Het bestaan van een brandstof en een oxidatiemiddel samen met een ontstekingsbron die energie levert, zorgt ervoor dat verbranding plaatsvindt. samen maken ze de verbrandingsreactie, een chemische reactie die warmte genereert naar de omgeving waar de verbranding plaatsvindt.
De vuurdriehoek vertegenwoordigt de elementen die nodig zijn om het verbrandingsproces te laten plaatsvinden.
Wanneer verbranding plaatsvindt, is de brandstof het element dat wordt geoxideerd, de oxidator ondergaat het oxidatieproces en de ontstekingsbron geeft energie om de verbranding te starten.
Kort gezegd, verbranding is een chemische reactie tussen een brandstof en een oxidatiemiddel en het resultaat van dit proces is de productie van warmte.
Wat is de enthalpie van verbranding?
De enthalpie van verbranding vertegenwoordigt de variatie van energie die vrijkomt bij verbranding. Het wordt gemeten door de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij het verbranden van 1 mol van een stof. Mol is een groottemaat die wordt gebruikt voor stoffen.
Om de enthalpie te meten, moeten de reagentia zich in deze omstandigheden bevinden:
- 25 graden temperatuur.
- 1 atm druk.
De enthalpiewaarde (ΔH) wordt gevonden met de volgende formule: ΔH = Hp - Hr (Hp is de waarde van de enthalpie van de producten en Hr is de enthalpie van de reactanten).
Aangezien verbranding een exotherme (energieafgifte) reactie is, moet de waarde ervan altijd negatief zijn.
Lees ook de betekenissen van brand en oxidatie.
