Forbrænding

Forbrænding med flammedannelse. Forbrænding kan også foregå uden flammedannelse.

Denne side handler om en kemisk proces, ved tilførsel af oxygen. For forbrænding på huden, se brandsår

Forbrænding er en eksoterm kemisk reaktion, hvor et stof reagerer med en oxidant, typisk med ilt (Oxygen), under varmeudvikling og omdannelsen af stoffet til et andet stof.

En speciel form for forbrænding sker i en brændselscelle, som i praksis omsætter 20-70 % af den kemiske energi til elektricitet.

Eksempler

To eksempler:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + energi

CH₂S + 6F₂ → CF₄ + 2HF + SF₆

Butan

Forbrænding af en gas kan vises ved den energi, der fremkommer, når bindninger i gassen bliver brudt.

Dette er forbrændingen af Butan (Gas), hvor gassen går sammen med oxygenet i luften og danner kuldioxid og vand.

      H   H   H   H
      |   |   |   |
  H - C - C - C - C - H
      |   |   |   |
      H   H   H   H

Formelmasse (Molekylmasse): 12,01 ∙ 4 + 1,008 ∙ 10 = 58,12 u.

1 g = (6,02 ∙ 10^23)u eller 1 u = (1,66 ∙ 10^ -24) g

Afstemning af reaktionsligningen

C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + H₂O

C₄H₁₀ + O₂ → 4CO₂ + 5H₂O

2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O

Beregning af energifrigivelsen

• C-C bindinger udgiver 348 J/mol
• C-H bindinger udgiver 412 J/mol
• O=O bindinger udgiver 496 J/mol
• O-H bindinger udgiver 463 J/mol
• O=C bindinger udgiver 805 J/mol

• O=C=O bindingerne i CO₂ er anderledes, så her skal der ganges med 2 pga. de to bindinger på 805 J/mol. Altså 2 ∙ 805 J/mol.
• Det samme gælder i H₂O, som ser sådan ud: O-H-O. Altså 2 ∙ 463 J/mol.

Energi før reaktionen:

C₄H₁₀ har 3 C-C bindinger og 10 C-H bindinger.

• 2C₄H₁₀ = (2 • 3 • 348J) + (2 • 10 • 412J) = 2.088 J + 8.240 J = 10.328 J

O₂ har 1 O=O binding.

• 13O₂ = 13 • 496J = 6.448 J

I alt 10.328 J + 6.448 J = 16.776 J

Energi efter reaktionen:

CO₂ har 2 O=C bindinger.

• 8CO₂ = 8 • 2 • 805J = 12.880 J

H₂O har 2 O-H bindinger.

• 10H₂O = 10 • 2 • 463J = 9.260 J

I alt 12.880 J + 9.260 J = 22.190 J

Energifrigivelse under reaktionen:

• 16.776 J – 22.190 J = -5.414 J

5.414 J /(2 mol • 58,12 g/mol) = 46,576 J/g (så meget energi udvindes der ved forbrænding af 1 gram butan). Bemærk, at butans molære vægt er 58,12 g/mol, og her anvendes 2 mol C₄H₁₀ i beregningerne jf. afstemningen af reaktionsligningen.

Se også

• Respiration
• Oxidation
• Ild