Hoofdstuk 4

Scheikunde Samenvatting Hst 4 Par. 1 t/m 4
Par. 1;
Aardgas uit de gaskraan is een mengsel van metheengas en stikstofgas. Methaan is het brandbare bestanddeel van dit mengsel. Beide gassen, methaan en stikstof, zijn kleur en reukloos.
Aardgas Verbranden;
Methaan is een ontleedbare stof. De molecuulformule is CH4. Als methaan verbrand ontstaan; - Koolstofdioxidegas , CO2 (g) - Waterdamp, H2O (g) - Veel warmte
Methaangas + zuurstofgas  koolstofdioxidegas + waterdamp (+warmte)

CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O
Het aantonen van verbrandingsproducten;
Je kunt met een reagens een verbrandingsproduct aantonen. Een reagens is een stof waarmee je de aanwezigheid van een andere stof kunt aantonen. Je voert dan een herkenningsreactie uit.
Water(damp) kun je aantonen met wit kopersulfaat, want wit kopersulfaat kleurt blauw als het in contact komt met water(damp). Het kleurt alleen bij water!
Koolstofioxide kun je aantonen met kalkwater, want als je koolstofdioxide door kalkwater leidt, word het erg troebel.
(on)volledige verbranding;
Je spreekt van een onvolledige verbranding als je een stof laat reageren met iets waar te weinig zuurstof in de lucht is. De stof gaat dan namelijk op een andere manier met zuurstof reageren.
Aan de kleur van de gasvlam kan je zien of methaan volledig of onvolledig verbrandt. Als de aardgasvlam geel is, treedt er een onvolledige verbranding op. Er is dan te weinig zuurstofgas aanwezig voor een volledige verbranding. Er onstaat roet (=koolstof). De koolstof ontstaat doordat het aardgas door de hitte van de vlam ontleedt.

Par. 2;
Steenkool;
Steenkool is ontstaan uit afgestorven planten. Tegenwoordig wordt steenkool in Nederland nog gebruikt in elektriciteitscentrales, bij de ijzerbereiding en in de chemische industrie. In steenkool komen veel verschillende moleculen voor, die bestaan vooral uit koolstofatomen, maar ook uit waterstof-, stikstof-, zwavel- en zuurstofatomen.
Steenkool verbranding;

Bij de verbranding van steenkool komen bahalve koolstofdioxide en waterdamp ook veel schadelijke stoffen vrij (Zwaveldioxide, SO2, stikstofmono-oxide, NO, en stikstofdioxide, NO2). Deze gassen zijn schadelijk voor de gezondheid en veroorzaken zure regen. Een manier om de vervuiling tegen te gaan is om de steenkool voor de verbranding te zuiveren. Dat gebeurt in Cokesfabrieken. De steenkool wordt in de afwezigheid van lucht heel hoog verhit. Daardoor ontwijken alle stoffen allerlei stoffen uit de kool. Wat overblijft heet cokes: een vaste stof die ongeveer uit 90 massa% koolstof bestaat.
Aardolie;
Aardolie is een mengsel van heel veel stoffen. De meeste voorkomende stoffen in aardolie zijn koolwaterstoffen. Dat zijn stoffen die uit koolstof en waterstof bestaan. Ook komen in aardolie stoffen voor die behalve koolstof en waterstof ook de elementen zwavel, zuurstof en stikstof bevatten.
Zwaveldioxide;
Als aardolie onvoldoende wordt gezuiverd, ontstaat bij de verbranding behalve water en koolstofdioxide ook het schadelijke zwaveldioxidegas. Zwaveldioxide (SO2) wordt gevormd als je zwavel, of een stof waarin het element zwavel voorkomt, verbrandt. Het is een kleurloos giftig gas.
Zwaveldioxide kun je aantonen met een oplossing van jood en water (geel gekleurd). Als je daar zwaveldioxide doorheen doet wordt het kleurloos.
Als zwaveldioxide in de lucht komt, reageert het met zuurstof en water  zwavelzuur. Dit zuur komt in opgeloste vorm als neerslag weer op de aarde. Je noemt dat zure regen. Door de zure regen ‘verzuren’ de bodem en het oppervlaktewater. Ook worden gebouwen erdoor aangetast.
Zwavelzuur  H2SO4
Salpeterzuur  HNO3

Par. 3;
Samenstelling van lucht;
Voor iedere verbranding is zuurstof en een brandstof nodig. Lucht is een mengsel van voornamelijk stikstofgas (78 volume%) en zuurstofgas (21 volume%). Daarnaast komen er nog kleine hoeveelheden andere gassen voor, zoals waterdamp, argon en koolstofdioxide.
Koolstofdioxide is géén giftige stof, de stof is zelfs onmisbaar voor het leven op aarde.

N2 78 %

O2 21 %
Ar Ca. 1 %
CO2 0,035 %
Waterdamp H2O Afhankelijk van temperatuur

Luchtverontreiniging;
Door de aanwezigheid van vervuilende verbrandingsgassen in de lucht, zoals SO2 Nox en koolwaterstoffen, kan smogvorming optreden (Sm van smoke en Og van fog), rook en mist. Smogvorming treedt vooral op in steden op warme, windstille dagen.
Fossiele brandstoffen en het broeikaseffect;
CO2 houdt de warmte-uitstraling van de aarde tegen. Dit noem je het broeikaseffect. Doordat er steeds meer koolstofdioxidegas in de atmosfeer komt, geeft de aarde minder makkelijk warmte af aan het heelal. Daardoor zal de temperatuur op aarde op den duur stijgen en het klimaat ingrijpend veranderen. Men noemt dit het versterkte broeikaseffect.
Je kunt het broeikaseffect tegengaan door minder fossiele brandstoffen te verbranden. Dus minder aardgas, olie en steenkool verstoken. Dat kan door woningen goed te isoleren, minder elektriciteit te gebruiken, minder auto te rijden, minder te vliegen en door auto’s en vliegtuigen zuiniger te maken. Andere opties zijn ook wind- en zonne-energie.
Branden en Blussen;

Om een brand te blussen, moet je minimaal één van de voorwaarden voor verbranding wegnemen;
- de brandstof weghalen
- de aanvoer van lucht onmogelijk maken
- de brandende materialen afkoelen tot onder de ontbrandingstemperatuur
Gaslekkage;
Bij ernstige gaslekkage moet je;
1. Hoofdkraan sluiten
2. Ramen en deuren openen
3. Geen elektrische schakelaars gebruiken (vonk)
4. Geen open vuur gebruiken om het lek op te sporen
5. Storingsdienst waarschuwen

Par. 4;
Fotosynthese;
Planten maken uit koolstofdioxidegas en water  zuurstof en glucose (C6H12O6)
Voor deze omzetting is veel energie nodig. Die energie halen de planten uit zonlicht.
6CO2 + 6 H2O  C6H12O6 + 6O2
De zonneenergie komt voor een groot deel terecht in de glucose. Daaruit maken de planten weer andere stoffen. Naast glucose hebben ze daarbij mineralen nodig die ze uit de bodem halen. Zo kunnen planten groeien. Planten vormen het voedsel voor mensen en vele dieren. Voor de mens vormt glucose de voornaamste brandstof. Het levert de energie die nodig is om in leven te blijven, te bewegen en te groeien.
glucose + zuurstof  koolstofdioxide + water (+ energie)

tegelijk met glucose produceren planten zuurstof. Vrijwel al het leven op aarde is daarom afhankelijk van dit fotosyntheseproces.
Langzame verbranding;
Jouw lichaam haalt de energie uit de brandstoffen in voedsel, zoals vetten en koolhydraten. De verbrandingsproducten daarbij zijn steeds hetzelfde; CO2 en H2O. De zuurstof die voor de verbranding nodig is adem je in. Die zuurstof wordt door de stof hemoglobine via je bloed naar de lichaamcellen getransporteerd. De verbranding van voedsel is een voorbeeld van een langzame verbranding. Dat is een verbranding zonder vuurverschijnselen.
Koolstof(dioxide)kringloop;

Biobrandstoffen;
Auto’s kunnen i.p.v. benzine ook plantaardige oliën of alcohol als brandstof gebruiken. Deze brandstoffen worden biobrandstoffen genoemd. Ook biobrandstoffen geven bij verbranding koolstofdioxide af aan de lucht. Maar die koolstofdioxide is tijdens het groeien van planten uit de lucht opgenomen, dus ontstaat er geen extra koolstofdioxide.
Aantekeningen;
Aardgas, aardolie, steenkool  fossiele brandstoofen  warmte
Verbranden = reactie van een stof met zuurstof
verbrandingsproducten zijn oxiden.
Aardgas = Methaan = CH4
Aardolie  C’s en H’s
Steenkool  C’s H’s en S’s.
H2O aantonen afkoelen condens (of wit kopersulfaat)
CO2 aantonen met kalkwater
SO2 aantonen met bruin joodwater.
Element Oxide
C CO2
H H2O
S SO2
P P2O5
Bron afbeelding: Scheikunde NOVA Malmberg