Verbrandingswarmte bij alcoholen

Beoordeling 4.6
Foto van een scholier
  • Praktische opdracht door een scholier
  • Klas onbekend | 609 woorden
  • 8 juni 2001
  • 88 keer beoordeeld
Cijfer 4.6
88 keer beoordeeld

Taal
Nederlands
Vak
Inleiding

We voeren een proef uit met alcoholen en kijken of er bij toevoegen van een extra CH -groep eenzelfde portie energie vrijkomt.

Theorie

Je kunt een alkanol verbranden in een spiritusbrander. De warmte die hierbij vrijkomt wordt verbrandingswarmte genoemd. De hoeveelheid warmte (energie) wordt uitgedrukt in Joule. Om een eerlijke vergelijking mogelijk te maken wordt de verbrandingswarmte uitgedrukt in Joule per mol (J.mol ), dan heb je namelijk even veel moleculen.

Met de warmte die vrij komt kun je water verwarmen. De temperatuurstijging van het water is dan een maat voor de grootte van de verbrandingswarmte.
Als één gram water één C in temperatuur stijgt is er 4,18 Joule aan warmte opgenomen, de soortgelijke warmte van water is dan 4,18 J.g .K .
Als nu m gram water T C in temperatuur stijg heeft het water dus m.T.4,18 Joule aan warmte opgenomen. De formule die je daarvoor kunt gebruiken is Q=m.T.4,18, hierin is Q de vrijkomende warmte. Door vervolgens de molecuulmassa van de alkanol op te zoeken kun je de verbrandingswarmte omrekenen naar Joule per mol.
Uitvoering

Eerst pakten we een spiritusbrander gevuld met 1-butanol en wogen hem af op een weegschaal. We zetten de spiritusbrander onder een driepoot met op de driepoot een porseleinen driehoek. Omdat de spiritusbrander niet hoog genoeg stond zetten we hem op een tissue-doos.

We vulden een maatcilinder met 30 ml demi-water en zetten die vervolgens op de porseleinen driehoek. Met een thermometer maten we de temperatuur van het water.
Vervolgens staken we met een lucifer de spiritusbrander aan en verwarmden het water tot een temperatuurstijging van 30 C, af en toe roerden we voorzichtig met de thermometer.
Toen de temperatuur van het water 30 C was toegenomen zetten we het dopje op de spiritusbrander zodat die uitging. We wogen de spiritusbrander en noteerden het aantal grammen. Dit zelfde herhaalden we met een spiritusbrander gevuld met ethanol.
Waarneming en resultaten

Voor gebruik woog de spiritusbrander met 1-butanol 246,50 gram. Na het verwarmen van het demi-water woog de spiritusbrander 245,94 gram. Totaal verbrande 1-butanol is dus 246,50-245,94=0,56 gram.

Met de formule Q=m.T.4,18 rekenden we de vrijgekomen warmte uit. De vrijgekomen warmte is 30.30.4,18=3762 Joule.
Om de verbrandingswarmte in mol uit te rekenen hadden we de molecuulmassa van 1-butanol nodig.
1-butanol ziet er zo uit;
In dit molecuul zitten dus 4 C-atomen die elk 12,01 u wegen, 10 H-atomen van elk 1,008 u en 1 O-atoom van 16,00 u.
De molecuulmassa van 1-butanol is dus 4.12,01+10.1.008+1.16.00=74.12 u.
De totaal verbrande massa van 1-butanol was 0,56 gram, dus 0,56/74,12=0.0076 mol.
De vrijgekomen warmte was 3762 Joule, 3762/0,0076=5,0.10^5 J.mol
Op dezelfde manier berekenden we de reactiewarmte voor ethanol en de resultanten van 1-propanol en methanol schreven we over van Johannes.
naam alcohol aantal CH -groepen reactiewarmte stijging t.o.v. molecuul
( J.mol ) met 1 CH -groep minder
methanol
ethanol
1-propanol
1-butanol
Conclusie

Uit de resultaten in bovenstaande tabel kun je opmaken dat de reactiewarmte stijgt naarmate er meer CH -groepen zijn. Het is echter niet met dezelfde ‘porties’ per extra CH -groep gestegen. In onze resultaten is te zien dat als je meer CH -groepen hebt dat dan de stijging van de reactiewarmte steeds kleiner wordt. Dit zou ook door toeval zo kunnen zijn, want de resultaten zijn niet 100% betrouwbaar.

Discussie

Dat de resultaten niet 100% betrouwbaar zijn komt door onnauwkeurigheid denk ik. Bijvoorbeeld toen we het water verwarmden. Toen het water op de juiste temperatuur was moesten we het dopje op de spiritusbrander doen en dat kostte weer een paar seconden. Bij het verwarmen van water is er ook warmte verloren gegaan, maar dat is volgens mij niet te voorkomen. Als je de proeven meerdere malen uitvoert en daarvan het gemiddelde neemt heb je meer kans op een juister antwoord.

REACTIES

Log in om een reactie te plaatsen of maak een profiel aan.