Scheikunde H4
Aardgas
Aardolie
Steenkool
Bio-ethanol
Hoe ontstaan
Door samendrukken van planten- en dierenresten miljoenen jaren geleden
Vergisting van planten-
resten
Hoofdbestandde(e)l(en)
Methaan (CH4) (80%)
Stikstof (N2) (20%)
Koolwater-
stoffen (CxHy)
Koolstof (C)
Alcohol = ethanol (C2H6O)
Verbrandings-
producten
CO2 en H2O
CO2 en H2O
CO2
CO2 en H2O
Andere bestanddelen
Zwavel-
verbindingen
Zwavel- en stikstof
verbindingen
Milieu-
vervuilende verbrandings-
producten
CO2
CO2 en SO2
CO2, SO2 en NOx
CO2
Paragraaf 1
Aardgas uit de gaskraan is een mengsel van methaangas en stikstofgas. Methaan is brandbaar en kleur- en reukloos. Ook stikstof is kleur- en reukloos. Doordat het gasbedrijf er reukstof aan toevoegt, ruik je of er gas vrijkomt. Een gaslek kan een explosie tot gevolg hebben. Als je thuis aardgas verbrandt, komt er veel warmte vrij.
Methaan (CH4) is een ontleedbare stof. Als het verbrandt, ontstaan:
- Koolstofdioxidegas (CO2);
- Waterdamp (H2O);
- Warmte.
De chemische energie die in aardgas is opgeslagen, komt bij de verbranding vrij in de vorm van warmte:
- Methaangas (CH4) + zuurstofgas (2O2) à koolstofdioxidegas (CO2) + waterdamp (2H2O) (+ warmte)
Als aardgas verbrandt, zie je vuur. Andere verbrandingsproducten kun je niet zien of ruiken, maar wel aantonen. Je kunt bv. waterdamp aantonen door condensatie. Met reagens kun je ook aantonen dat H2O ontstaat.
- Reagens = een stof waarmee je de aanwezigheid van een andere stof kunt aantonen. Je voert een herkenningsreactie uit.
Wit kopersulfaat = geschikt reagens voor H2O: het verkleurt alleen met water. Kalkwater is een reagens voor CO2.
Als de volumeverhouding lucht : aardgas gelijk is aan 120 : 15 (8 : 1), verbrandt CH4 volledig.
Dit is belangrijk, want als te weinig lucht aanwezig is, kan CH4 op een andere manier met O2 reageren (onvolledige verbranding). Hierbij ontstaat o.a. CO (ook: kolendamp).
Om ongelukken met (het gevaarlijke) CO te voorkomen, moet je een ruimte waar een gastoestel staat, goed ventileren en ze regelmatig (laten) controleren.
Aan de kleur van de gasvlam kun je zien of methaan (on)volledig verbrandt. Bij een gele aardgasvlam treedt er een onvolledige verbranding op. Er is te weinig zuurstof voor een volledige verbranding.
In de klas kun je de luchtaanvoer van de gasbrander regelen. Als je hem sluit, kun je in het binnenste deel koolstof (zwarte roet) aantonen.
Paragraaf 2
Vroeger was steenkool een belangrijke brandstof voor huishoudens, industrie en vervoer (stoomtreinen). Tegenwoordig voor elektriciteitscentrales, bij ijzerbereiding en in de chemische industrie. Bedrijven die kolen stoken moeten de vervuilende stoffen uit de verbrandingsgassen halen.
Een manier om de vervuiling tegen te gaan, is de steenkool voor de verbranding te zuiveren in cokesfabrieken. Steenkool wordt zónder lucht verhit en cokes blijft over.
- Cokes = een vaste stof die uit ong. 90 massa% koolstof bestaat.
Ook blijft over:
- Gas, dat als brandstof kan dienen
- Teer, waarmee bv. Asfalt voor de wegenbouw gemaakt kan worden
- Ammoniak en zwavelzuur, voor de chemische industrie
In een aardolieraffinaderij wordt de aardolie gescheiden in tal van bruikbare producten. Ook levert het veel grondstoffen waaruit de chemische industrie producten maakt.
SO2 wordt gevormd als je zwavel verbrandt. Het is een kleurloos en giftig gas. Het heeft een scherpe geur dat de ademhalingswegen prikkelt. Je kunt de vorming aantonen met reagens.
- Zure regen = SO2 in de lucht reageert met O2 en H2O tot zwavelzuur. Dit komt in opgeloste vorm als neerslag op de aarde.
Zure regen tast veel aan. Daarom wordt de hoeveelheid vrijgekomen SO2 verminderd en worden olieproducten ontzwaveld voordat ze als brandstof verkocht worden.
Stoffen die in de uitlaatgassen van een auto voorkomen zijn:
- Waterdamp;
- Koolstofdioxidegas;
- Koolstofmono-oxide;
- Stikstofoxiden.
In auto’s worden naverbranders (katalysatoren) gebouwd. Het grootste deel van de schadelijke stoffen worden omgezet als CO2, H2O en N2. Auto’s zijn een belangrijke bron van luchtverontreiniging.
Paragraaf 3
Voor iedere verbranding is zuurstof en brandstof nodig. De zuurstof komt uit de lucht.
Lucht is een mengsel van:
- Stikstofgas (78 volume%);
- Zuurstofgas (21 volume%);
- Waterdamp;
- Argon;
- Koolstofdioxide.
Door de sterk toegenomen verbranding van fossiele brandstoffen is het CO2-gehalte in de lucht sinds 1960 flink gestegen. CO2 is onmisbaar voor het leven op aarde.
Smogvorming kan optreden door aanwezigheid van vervuilende verbrandingsgassen in de lucht (zoals SO2, NOx en koolwaterstoffen). Smog is een Engelse samenvoeging van smoke en fog, rook en mist. Het treedt vooral op in de steden, op warme, windstille dagen. Mensen die last hebben van gevoelige luchtwegen, kunnen hier veel last van hebben. De betere industrie vermindert dit.
Er wordt veel aandacht besteed aan de toegenomen hoeveelheid koolstofdioxide in de lucht.
- Broeikaseffect = CO2 houdt de warmte-uitstraling van de aarde tegen.
- Versterkt broeikaseffect = doordat er steeds neer CO2 in de atmosfeer komt, geeft de aarde minder warmte af aan het heelal. Daardoor zal de temperatuur op aarde stijgen en het klimaat veranderen.
Je kunt het broeikaseffect tegengaan door:
- Minder fossiele brandstoffen verbranden;
- Woningen goed isoleren;
- Minder elektriciteit gebruiken;
- Minder auto rijden;
- Minder vliegen;
- Vliegtuigen zuiniger maken.
- Energiebronnen die geen CO2-uitstoot veroorzaken kunnen meer benut worden.
- Windenergie;
- Zonne-energie.
- Snelle verbranding = (een dergelijke verbranding) brandstof en zuurstof moeten voldoende snel bij elkaar kunnen komen en de temperatuur moet hoog genoeg zijn.
- Ontbrandingstemperatuur = de laagste temperatuur waarbij een stof gaat branden.
- Brand = als de verbranding steeds verder gaat en het uiteindelijk uit de hand loopt.
De samenvatting gaat verder na deze boodschap.
Verder lezen
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden