Verbrennungsreaktionen in der Chemie

Eine Verbrennungsreaktion ist eine Hauptklasse chemischer Reaktionen, die üblicherweise als "Verbrennung" bezeichnet werden. Im allgemeinsten Sinne beinhaltet die Verbrennung eine Reaktion zwischen einem brennbaren Material und einem Oxidationsmittel, um ein oxidiertes Produkt zu bilden. Es tritt normalerweise auf, wenn ein Kohlenwasserstoff mit Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxid und Wasser reagiert. Gute Anzeichen dafür, dass es sich um eine Verbrennungsreaktion handelt, sind die Anwesenheit von Sauerstoff als Reaktant und Kohlendioxid, Wasser und Wärme als Produkte. Anorganische Verbrennungsreaktionen bilden möglicherweise nicht alle diese Produkte, bleiben jedoch durch die Reaktion von Sauerstoff erkennbar.

Verbrennung bedeutet nicht unbedingt Feuer

Die Verbrennung ist eine exotherme Reaktion, was bedeutet, dass Wärme freigesetzt wird. Manchmal verläuft die Reaktion jedoch so langsam, dass die Temperaturänderung nicht spürbar ist. Verbrennung führt nicht immer zu Feuer, aber wenn doch, ist eine Flamme ein charakteristischer Indikator für die Reaktion. Während die Aktivierungsenergie überwunden werden muss, um die Verbrennung einzuleiten (d. H. Ein angezündetes Streichholz zu verwenden, um ein Feuer anzuzünden), kann die Wärme einer Flamme genügend Energie liefern, um die Reaktion selbsttragend zu machen.

Allgemeine Form einer Verbrennungsreaktion

Kohlenwasserstoff + Sauerstoff → Kohlendioxid + Wasser

Beispiele für Verbrennungsreaktionen

Es ist wichtig zu bedenken, dass Verbrennungsreaktionen leicht zu erkennen sind, da die Produkte immer Kohlendioxid und Wasser enthalten. Hier einige Beispiele ausgewogener Gleichungen für Verbrennungsreaktionen. Es ist zu beachten, dass, während Sauerstoffgas immer als Reaktant vorhanden ist, in den schwierigeren Beispielen der Sauerstoff von einem anderen Reaktanten stammt.

• Verbrennung von Methan
  CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O (g)
• Verbrennung von Naphthalin
  C₁₀H₈ + 12 O₂ → 10 CO₂ + 4 H₂Ö
• Verbrennung von Ethan
  2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂Ö
• Verbrennung von Butan (häufig in Feuerzeugen)
  2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O (g)
• Verbrennung von Methanol (auch als Holzalkohol bekannt)
  2CH₃OH (g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O (g)
• Propanverbrennung (wird in Gasgrills, Kaminen und einigen Kochherden verwendet)
  2C₃H₈(g) + 7O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O (g)

Komplette versus unvollständige Verbrennung

Die Verbrennung verläuft wie alle chemischen Reaktionen nicht immer zu 100% effizient. Es ist anfällig für die Begrenzung von Reaktanten wie bei anderen Verfahren. Infolgedessen gibt es zwei Arten der Verbrennung, denen Sie wahrscheinlich begegnen werden:

• Komplette Verbrennung: Auch als "saubere Verbrennung" bezeichnet, ist die vollständige Verbrennung die Oxidation eines Kohlenwasserstoffs, der nur Kohlendioxid und Wasser erzeugt. Ein Beispiel für eine saubere Verbrennung wäre das Verbrennen einer Wachskerze: Die Hitze des Dochtes verdampft das Wachs (einen Kohlenwasserstoff), der wiederum mit Sauerstoff in der Luft reagiert und Kohlendioxid und Wasser freisetzt. Idealerweise verbrennt das gesamte Wachs, sodass nach dem Verzehr der Kerze nichts mehr übrig bleibt, während der Wasserdampf und das Kohlendioxid in die Luft abgegeben werden.
• Unvollständige Verbrennung: Die unvollständige Verbrennung wird auch als "schmutzige Verbrennung" bezeichnet. Dabei entsteht neben Kohlendioxid auch Kohlenmonoxid und / oder Kohlenstoff (Ruß). Ein Beispiel für eine unvollständige Verbrennung wäre die Verbrennung von Kohle (einem fossilen Brennstoff), bei der Mengen an Ruß und Kohlenmonoxid freigesetzt werden. Tatsächlich verbrennen viele fossile Brennstoffe, einschließlich Kohle, unvollständig und geben Abfallprodukte an die Umwelt ab.