Hoofdstuk 7

NASK
HOOFDSTUK 7
TOETSWEEK Begrippen §7.1A Stoffen verbranden  Bij verbranding kun je waarnemen:  Warmte  Licht (vlammen en vonken)  Rook  As  Brandlucht
VUURMAKEN  Voorouders: vuur maken met vuurstenen/stokje en mos.  Wij: allemaal hulpmiddelen, zoals lucifers. De ontbrandingstemperatuur is de laagste temperatuur waarbij een stof gaat branden
Fosfor zo brandbaar: kan in lucht spontaan branden. Fosfor wordt onder water bewaard. Daar is geen zuurstof. Bij verbranding is zuurstof nodig. Voor verbranding zijn drie dingen nodig:  Brandbare stof  Temperatuur boven de ontbrandingstemperatuur  Zuurstof
Brandbare stoffen die nuttig worden gebruikt heten brandstoffen. Brandstoffen worden vooral gebruikt voor:  Verwarming  Verlichting  Beweging
7.1B Zuurstof Lucht is menstel van gassen: zuurstof en stikstof. Allebei: kleurloos en reukloos. Voor verbranding: zuurstof nodig. Franse chemicus, Antoine Lavoisier (1743-1794) ontdekte: in lucht zit stof voor verbranding. Hij noemt die stof: oxygenium. Een verbranding heet ook wel: oxidatie. Nederlandse woord voor: oxygenium is zuurstof. Lucht: 20% zuurstof. De rest voornamelijk: stikstof. In stikstof is geen leven mogelijk, daarom: stikstof. Houtwol brandt sneller dan een blok hout. Brandbare stof gaat branden als: temperatuur hoog genoeg is èn er genoeg zuurstof bij kan komen. Brandbare stof en zuurstof moeten in contact komen. Er is meer contact als oppervalk van brandbare stof groter is. Oppervlak groter als: stof in kleinere stukjes verdeeld is. Oppervlakte wordt groter als een blokje doormidden wordt gesneden. Als je een stof in kleinere stukjes verdeelt, wordt verdelingsgraad groter. Een verbranding verloopt sneller als:  De verdelingsgraad groter is.  Als er meer zuurstof aanwezig is
Zuurstof die je inademt, wordt gebruikt voor verbranding van voedsel. Zonder vuur of rook. De verbranding is voor:  Het houdt je lichaam op temperatuur  Het zorgt ervoor dat je kan bewegen
In hogere luchtlagen wordt een deel van de zuurstof door zonlicht omgezet in ozon. Dat is een schil ozon rond de aarde. Deze werkt als filter voor ultraviolette straling van de zon. Het beschermt ons tegen een overdosis ultraviolette straling. 7.2A Verbrandingsproducten Bij verbranding ontstaan allerlei stoffen. Bij verbranding van aardgas bijvoorbeeld ontstaan veel verbrandingsproducten die ontstaan bij veel verbrandingen. Verbrandingsproducten van aardgas  ROET EN KOOLSTOFMONOOXIDE  KOOLSTOFDIOXIDE  WATER
Roet en koolstofdioxide: De vlam van een brander is geel als de luchttoevoer is afgesloten. Bij een onvolledige verbranding is er onvoldoende zuurstof
In de gele vlam wordt de onderkant van een indampschaaltje zwart. De zwarte stof is roet. Een gele vlam heet daarom roetende vlam. Scheikundige naam van roet: koolstof. Bij verbranding van terpentine komt zoveel roet vrij dat de vlam walmt. In open haard ontstaat roet als hout wordt verbrand. Als er teveel roet in de schoorsteen achterblijft kan schoorsteenbrand ontstaan. In Nederland komen elk jaar zo’n 10000 schoorsteenbranden voor. Een schoorsteen moet daarom regelmatig worden schoongemaakt. Bij onvolledige verbranding van aardgas kan behalve roet ook koolstofmono-oxide ontstaan. Koolstofmono-oxide is:  Onzichtbaar  Zeer giftig  Een gas  Je kunt het niet ruiken
Vergiftigingsverschijnselen: beetje hoofdpijn en slaperig. Koolstofdioxide

Vlam van een brander is blauw als de luchttoevoer open is. Dit is een volledige verbranding omdat er voldoende zuurstof is. Er ontstaat dus geen roet bij. Bij een volledige verbranding is er voldoende zuurstof
Bij een volledige verbranding ontstaat koolstofdioxide. Het is reukloos en onzichtbaar maar niet giftig. Je kunt het aantonen met helder kalkwater. Dan word het klakwater troebel. Het is de enige stof die helder kalkwater troebel maakt, daarom kun je met helder kalkwater koolstofdioxide aantonen. Water
Bij verbranding van aardgas ontstaat ook altijd waterdamp. Met omgekeerd bekerglas is dat aan te tonen. Om te bewijzen dat de waterdruppels op het bekerglas ook waterdruppels zijn, leg je het bij wit kopersulfaat. Als kopersulfaat blauw wordt, is het water. Wit kopersulfaat dus je toont water. Metaal magnesium brandt met een felle vlam. Die werd ook wel gebruikt vroeger als flitslicht. Na afloop van de verbranding blijft een wit poeder over. Roesten van ijzer is langzame verbranding. Ook hierbij ontstaat eenvaste stof. Verbranding zo langzaam dat er geen vlammen of rook te zien zijn. 7.2B Oxiden van stikstof en zwavel Bij verbranding van aardgas ontstaat koolstofdioxide. Dit gas ontstaat ook bij de verbranding van aardolie en steenkool. Maar bij de verbranding van twee laatstgenoemden ontstaan ook zwaveldioxide en stikstofoxiden. Die zorgen voor het ontstaan van zure regen. Lucht bestaat voor het grootste deel uit stikstof. Daarom ontstaan er bij elke verbranding stikstofoxiden. Hoe hoger de temperatuur, hoe meer stikstofoxiden. Vooral in een elektriciteitscentrale die op steenkool of aardolie werkt ontstaat dat. Dit geldt ook voor de motor van een auto. Bij de verbranding van steenkool en aardolie komt zwaveldioxide vrij. Dat is een kleurloos gas met prikkelende geur (die je ruikt bij het afstrijken van een lucifer). Bij verbranding van aardgas ontstaan minder van deze oxiden. (zie in boek, blz. 204 figuur 7.12) Zwaveldioxide kun je aantonen met een jodiumoplossing. Deze wordt kleurloos als er zwaveldioxide wordt doorgeleid. Jodiumoplossing is een reagens voor zwaveldioxide. Een reagens is een stof waarmee je een andere stof kunt aantonen. Stikstofoxiden zijn aan te tonen met Salzman-reagens. Die is kleurloos, maar wordt rozerood als er stikstofoxiden worden doorgeleid. (zie figuur 7.13 blz. 205 met bijschrift) 7.3A Het broeikaseffect Glas laat zonlicht door. Daardoor wordt het in de broeikas warmer. Zo werkt ook de dampkring rond de aarde als een broeikas. Dampkring: mengsel van gassen. Een aantal hiervan beïnvloedt de temperatuur op aarde. Ze laten zonlicht vrijwel ongehinderd door, maar houden warmtestraling vanaf aardoppervlak tegen. Gassen die hiervoor zorgen heten daarom broeikasgassen. Als die er niet waren, zou het op aarde 20 graden onder nul zijn. Er wordt veel verbrand, zoals aardgas en aardolie, maar ook steenkool. Als dat verbrand wordt komen er meer gassen, zoals Koolstofdioxide in de dampkring. Daardoor wordt er meer opstijgende warmte vastgehouden. Daardoor wordt het op aarde warmer, dat heet het broeikaseffect. Andere broeikasgassen zijn methaan en cfk. Methaan uit mest, cfk uit koelkasten en spuitbussen. Afgelopen 100 jaar is de gem. temp. Op aarde 0.5% gestegen. Over 30 jaar voorspelt men dat het weer met 0,5% stijgt. Daardoor zullen ijskappen op de polen smelten. De zeespiegel stijgt, waaroor grote delen van aarde onder water komen te staan. Voorkomen is te doen door hoge dijken te plaatsen. Ook kunnen er grotere droogtes en stormen komen. Men denkt dat de grote natuurrampen door het broeikaseffect komen. Toch kunnen die dingen ook een natuurlijke oorzaak hebben. Welk gevolg het broeikaseffect heeft is moeilijk te voorspellen. MAATREGELEN
1. Minder brandstof verbruiken
2. Zuiniger met energie omgaan 7.3B Zure regen Zure stoffen kunnen ook in droge vorm naar beneden komen, daarom is het beter zure neerslag te zeggen. Zuurheid van een stof wordt aangegeven met de pH. Hoe lager het pH, hoe zuurder de stof. Zuiver water is neutraal. PH van zure stoffen is onder de 7. Boven de zeven heet het basisch. De pH van een oplossing kun je meten met een pH-meter. Of een pH-papiertje. Daar zitten kleurstoffen op. Aan de kleur zie je hoe hoog de pH is. Ze heten: indicatoren. Met een combinatie van indicatoren kan de pH worden bepaald. Lakmoes is een bekende indicator. Bij rood is het een zure stof, en bij blauw een basische stof. Zure regen bestaat uit zwaveldioxide en stikstofoxiden. Deze ontstaan bij verbranding van brandstoffen. Het zijn geen zuren, maar er kunnen zuren uit ontstaan. Zwavel- en stikstofoxiden vormen in contact met water uit de lucht zwavelzuur en salpeterzuur. Zure regen tast natuur en gebouwen aan. Meer dan de helft van de Nederlandse bossen is als gevolg van zure regen aangetast. In Zweden en Tsjechië is de situatie nog veel erger. In Scandinavië zijn duizenden meren zo verzuurd dat er geen vissen meer in leven. Steensoorten, vooral zandsteen en marmer, worden erg door zure regen aangetast. MAATREGELEN
Bij verbranding van steenkool en aardolie in een elektriciteitscentrale ontstaan veel stikstofoxiden en zwaveldioxide. Bij bestrijding van zure regen zijn daarom energiesparende maatregelen nodig. Als we minder energie gebruiken, hoeft er minder steenkool en aardolie verbrandt te worden. Maar er zijn meer maatregelen nodig. Het gebruik van minder vervuilende energiebronnen, zoals windenergie, en zonne-energie, wordt gestimuleerd. Steenkool en aardolie worden vervangen door aardgas. Dat is beter voor het milieu. Sinds 1993 moeten alle nieuwe auto’s een katalysator hebben. Die haalt een deel van de uitlaatgassen eruit. Bij verbranding van een stof waarin zwavel zit, ontstaat zwaveldioxide. Door rookgasontzwaveling kan 95% van de zwaveldioxide verwijderd worden uit de rook.