Forbrænding

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Forbrænding med flammedannelse. Forbrænding kan også foregå uden flammedannelse.
Forbrænding med flammedannelse. Forbrænding kan også foregå uden flammedannelse.
Denne side handler om en kemisk proces, ved tilførsel af oxygen. For forbrænding på huden, se forbrænding (hud)

Forbrænding er en kemisk proces, hvor et stof reagerer med ilt (Oxygen).

Da forbrændingen er en eksoterm kemisk reaktion frigiver forbrændingsprocesser termisk energi og evt. også akustisk energi.

En speciel form for forbrænding sker i en brændselscelle, som i praksis omsætter 20-70% af den kemiske energi til elektricitet.

Indholdsfortegnelse

[redigér] Eksempel

Forbrænding af en gas kan vises ved den energi der fremkommer når de bindninger i gassen bliver brudt.

Dette er forbrændingen af Butan (Gas), hvor gassen går sammen med Oxygenen i luften og danner Kuldioxid og vand.


[redigér] Butan

      H   H   H   H
      |   |   |   |
  H - C - C - C - C - H
      |   |   |   |
      H   H   H   H

Formelmasse (Molekylmasse): 12,01 ∙ 4 + 1,008 ∙ 10 = 58,12 u.

1 g = (6,02 ∙ 10^23)u eller 1 u = (1,66 ∙ 10^ -24)g

[redigér] Afstemning af reaktionsligningen

C4H10 + O2 → CO2 + H2O

C4H10 + O2 → 4CO2 + 5H2O

2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O

[redigér] Beregning af energifrigivelsen

  • C-C bindinger udgiver 348 J/mol
  • C-H bindinger udgiver 412 J/mol
  • O=O bindinger udgiver 496 J/mol
  • O-H bindinger udgiver 463 J/mol
  • O=C bindinger udgiver 805 J/mol
  • O=C=O bindingerne i CO2 er anderledes så der siger man der skal ganges med 2 pga. de to bindinger på 805 J/mol. Altså 2 ∙ 805 J/mol.
  • det samme gælder i H2O som ser sådan ud: O-H-O så altså 2 ∙ 463 J/mol.

Energi før reaktionen:

C4H10 har 3 C-C bindinger og 10 C-H bindinger.

  • 2C4H10 = (2 ∙ 3 ∙ 348J) + (2 ∙ 10 ∙ 412J) = 2.088 J + 8.240 J = 10.328 J

O2 har 1 O=O binding.

  • 13O2 = 13 ∙ 496J = 6.448 J

I alt 10.328 J + 6.448 J = 16.776 J

Energi efter reaktionen:

CO2 har 2 O=C bindinger.

  • 8CO2 = 8 ∙ 2 ∙ 805J = 12.880 J

H2O har 2 O-H bindinger.

  • 10H2O = 10 ∙ 2 ∙ 463J = 9.260 J

I alt 12.880 J + 9.260 J = 22.190 J

Energifrigivelse under reaktionen:

  • 16.776 J – 22.190 J = -5.414 J
5.414 J /(2 mol ∙ 58,12 g/mol) = 46,576 J/g (så meget energi udvindes der ved forbrænding af 1 gram Butan)

Bemærk at butans molære vægt er 58,12 g/mol og her anvendes 2 mol C4H10 i beregningerne jf. afstemningen af reaktionsligningen.

[redigér] Se også

organisation