Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 17. Dezember 2019

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Name: Anja Rueffer, 2017-01

Brennbarkeit von Kohlenwasserstoffen

Alle Alkane sind in der Lage mit Sauerstoff zu reagieren und sind dadurch brennbar, jedoch nicht unbedingt brandfördernd.

Wenn man der Verbrennung nur wenig Sauerstoff hinzugibt, so entsteht eine leuchtende Flamme, die feine, nicht verbrannte, Kohlenstoffpartikel enthält. Dieser nicht verbrannte Kohlenstoff lagert sich nun in Graphitform an glatten, hitzebeständigen Oberflächen an.

Eine rauschende Flamme entsteht, wenn der Kohlenstoff vollständig verbrannt wird, also mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid umgesetzt wurde. Folglich wird mehr Energie freigesetzt.  

Die Verbrennung in diesem Fall ist chemisch betrachtet eine Redoxreaktion, bei der die Alkane oxidiert und der Sauerstoff reduziert wird.

Es gibt 2 mögliche Arten der Verbrennung, nämlich 1. die unvollständige Verbrennung und 2. die vollständige Verbrennung

1.) Bei der unvollständigen Verbrennung von Alkanen entstehen unter anderem die Produkte Kohlenstoffmonoxid (CO) und Wasser (H₂O). Da bei der unvollständigen Verbrennung zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, entstehen neben Kohlenstoffmonoxid und Wasser noch weitere unerwünschte Nebenprodukte, wie zum Beispiel Alkene und Ruß. Folglich wird auch weniger Energie freigesetzt.

Bsp an Octan: 2C₈H₁₈ + 13O₂ → 2CO₂ + 7CO + 4C + C₃H₆ + 15H₂O

Octan + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Kohlenstoffmonoxid + Kohlenstoff(hier als Ruß) + Propen + Wasser

Bei großen Bränden liegt oft im unteren Bereich zu wenig Sauerstoff vor,
so dass ein Teil des Brennstoffs unvollständig verbrennt!

2.) Bei der vollständigen Verbrennung von Alkanen enstehen die Produkte Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser. Je mehr Kohlenstoffatome ein Alkan hat, desto höher wird auch die Verbrennungsenergie.

Bsp an Methan: CH₄ + 2O₂ →  CO₂ + 2H₂O

Methan + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser

Wenn man Alkane mit Alkenen und Alkinen vergleicht, so kann man feststellen, dass Alkane die meiste Energie freisezten. Obwohl normalerweise eine Doppel- und Dreifachbindung mehr Energie freisetzt als eine Einfachbindung, wird das in diesem Fall durch eine höhere Anzahl von oxidierbaren Wasserstoffatomen im Molekül kompensiert.

Aufgabe: Beim Herstellen von Holzkohle wird Holz unter einer Schucht von Sand und Lehm entzündet. Man spricht auch von einem Schwielbrand. Was versprechen sich die Köhler davon?