Volledige versus onvolledige verbranding: verschil en vergelijking

De belangrijkste essentie van een verbrandingsreactie is dat er O-zuurstof bij betrokken is en dat het een exotherme reactie is. Bij verbrandingsreacties komt energie vrij in de vorm van warmte en licht.

Een voorbeeld van een verbrandingsreactie waarbij propaan en zuurstof betrokken zijn, is als volgt:

C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)

Verbrandingsreacties kunnen van twee soorten zijn, afhankelijk van de hoeveelheid beschikbare zuurstof.

Key Takeaways

1. Volledige verbranding vindt plaats wanneer een brandstof volledig verbrandt in aanwezigheid van voldoende zuurstof, waarbij koolstofdioxide en water als bijproducten worden geproduceerd; onvolledige verbranding treedt op wanneer de zuurstoftoevoer onvoldoende is, wat leidt tot de vorming van koolmonoxide, roet of andere schadelijke bijproducten.
2. Volledige verbranding geeft meer energie vrij dan onvolledige verbranding, waardoor het efficiënter wordt.
3. Onvolledige verbranding kan negatieve gevolgen hebben, zoals verhoogde luchtverontreiniging en mogelijke gezondheidsrisico's door blootstelling aan koolmonoxide.

Volledige verbranding versus onvolledige verbranding

Volledige verbranding en onvolledige verbranding verschillen in de hoeveelheid beschikbare zuurstof. Als de hoeveelheid voldoende of meer is, is er sprake van een volledige verbrandingsreactie; als het minder is, is het een onvolledige verbrandingsreactie.

Wanneer er voldoende of overvloedige hoeveelheid zuurstof beschikbaar is tijdens het verbrandingsproces, staat de reactie bekend als een volledige verbrandingsreactie.

Wanneer de hoeveelheid zuurstof onvoldoende is voor het verbrandingsproces, staat de reactie bekend als een onvolledige verbrandingsreactie.

Vergelijkingstabel

Parameters van vergelijking:	Volledige verbranding	Onvolledige verbranding
Definitie	De verbrandingsreactie vindt plaats in aanwezigheid van een voldoende of overvloedige hoeveelheid zuurstof. Ook wel volledige verbranding genoemd.	De verbrandingsreactie vindt plaats in aanwezigheid van onvoldoende zuurstof.
Vlamtype	Blauw	Geel
Rook-type	Geen rook	Roetachtig
Producten	Produceert meestal CO2 (kooldioxide) als primair product.	Produceert meestal CO (Koolmonoxide) als primair product.
Energie productie	Produceert meer energie in vergelijking met onvolledige verbranding bij het verbranden van dezelfde reactanten.	Produceert minder energie in vergelijking met volledige verbranding bij het verbranden van dezelfde reactanten.

Wat is volledige verbranding?

Volledige verbranding is het verbrandingsproces waarbij de hoeveelheid zuurstof die betrokken is bij de relatie voldoende of meer dan nodig is.

Gewoonlijk vinden deze reacties plaats met koolwaterstoffen als reductiemiddelen aan de reactantzijde. Koolwaterstoffen en zuurstof reageren samen om water en koolstofdioxide te vormen.

Dit is de reden dat wanneer we dingen verbranden zoals hout, papier en soortgelijke andere items die koolwaterstoffen bevatten, we een gele vlam zien, wat een teken van onvolledige verbranding in plaats van een volledige verbrandingsreactie.

Een paar voorbeelden van volledige verbrandingsreacties worden hieronder gegeven:

Volledige verbranding van methaan:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

Methaan is het reductiemiddel dat reageert met zuurstof, het oxidatiemiddel. Dit geeft ons koolstofdioxide en waterstof als eindproducten. Dat is de minimale hoeveelheid zuurstof die methaan nodig heeft.

Volledige verbranding van methanol:

2CH3OH(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g)

Net als het bovenstaande voorbeeld is methanol ook het reductiemiddel en zuurstof het oxidatiemiddel. Methanol is een complexere koolwaterstof die meer zuurstofmoleculen vereist en meer water en koolstofdioxide produceert.

De volledige verbranding van een stof geeft zoveel mogelijk energie die kan worden onttrokken. Dit komt omdat alle substantie met succes is verbrand.

Dit type verbranding wordt ook wel 'schone verbranding' genoemd, omdat de producten die bij deze verbranding worden gevormd niet vervuilen of schade toebrengen aan het milieu, aangezien het alleen om koolstofdioxide en water gaat.

Een bekend voorbeeld van een schone verbranding is het verbranden van LPG in onze huizen, omdat dit een helderblauwe vlam en geen rook produceert.

Wat is onvolledige verbranding?

Een onvolledige verbrandingsreactie is een reactie waarbij de hoeveelheid zuurstof die aanwezig is in de reactie onvoldoende is dan de vereiste hoeveelheid zuurstof die nodig is om de reactie volledig uit te voeren.

Net als volledige verbrandingsreacties spelen de reactanten dezelfde rol: zuurstof is een oxidatiemiddel en de koolwaterstoffen zijn reductiemiddelen.

Dit type reactie is meestal ongewenst omdat er heel weinig energie vrijkomt in vergelijking met volledige reacties van dezelfde stoffen.

Deze reactie wordt vooral gekenmerkt door een gele vlam met roetachtige rook. De primaire producten van deze reactie zijn water en koolmonoxide (CO).

Wanneer huishoudelijke apparaten verbranden of vlam vatten, ondergaan ze een onvolledige verbrandingsreactie. Het aldus geproduceerde giftige koolmonoxide is kleurloos en reukloos.

Enkele reactievoorbeelden van onvolledige verbranding zijn:

Onvolledige verbranding van propaan-LPG

2 C3H8 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 CO + 8 H2O + warmte

Sommige mensen zouden kunnen stellen dat er koolstofdioxide aan de productzijde zit, en vandaar dit zal zijn een volledige verbrandingsreactie.

Een veel voorkomend voorbeeld van onvolledige verbranding is het verbranden van steenkool. Dit veroorzaakt veel roet en rook en veroorzaakt daardoor veel milieuvervuiling.

Belangrijkste verschillen tussen volledige verbranding en onvolledige verbranding

1. De producten van een volledige verbrandingsreactie zijn milieuvriendelijk en veroorzaken geen vervuiling, terwijl de producten van een onvolledige verbrandingsreactie grote verontreinigende stoffen zijn in de wereld van vandaag.
2. Een volledige verbrandingsreactie levert meer energie op dan een onvolledige verbrandingsreactie met hetzelfde product.

Referenties

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.7b02414
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0883292701000610

Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023