Süsivesinike täielik põlemine

Loe tekst ette

Kuidas süsivesinikud põlevad?
Mis ained on süsivesinike täieliku põlemise lõppsaadused?
Kuidas tasakaalustada süsivesinike põlemise reaktsioonivõrrandeid?

Kiirgavad molekulid

Loe tekst ette

Kas oled tähele pannud, et küünlaleek on kollane, aga gaasipõleti, nt gaasipliidi leek on sinakas? Mõlemal juhul põlevad ju süsivesinikud. Põhjus on aga hoopis hapniku juurdepääsus. Küünlaleegile annavad kollaka värvuse kiirgavad tahmaosakesed, mis tekivad leegi suhteliselt hapnikuvaeses sisemises osas. Kui asetada küünlaleegi kollakasse osasse mingi ese, kattub see kiiresti tahmaga. Gaasipõleti puhul on võimalik õhuvoolu reguleerida nõnda, et segunemine hapnikuga on ühtlasem ja tahma ei moodustu. Sinakat värvi leegis kiirgavad väga ebastabiilsed ja lühikese elueaga molekulid C₂ ja CH.

Küünlaleek on kollane, gaasipõleti leek aga sinakas. Kui vähendada gaasipõletis gaasi segunemist õhuga, tekib ka selles leegis tahm, mis hakkab kollaselt kiirgama

Seotud sisu

Süsivesinike põlemine

Loe tekst ette

Süsivesinike tähtsaimaks keemiliseks omaduseks on nende võime põleda. Põlemiseks on vaja süsivesinikud süüdata, kuna madalal temperatuuril ei reageeri süsivesinikud hapnikuga küllalt kiiresti. Põlemiseks peab põlev aine segunema hapnikuga, see toimub kergesti gaasilises olekus. Ka vedelate ja tahkete süsivesinike korral põlevad tegelikult neist kõrgel temperatuuril eralduvad gaasid. Süsivesinike täieliku põlemise ajal tekivad süsinikdioksiid ja vesi ning eraldub energia soojuse ja valgusena. Täielikuks põlemiseks peab leeki sattuma piisavalt hapnikku.

Küünlavaha on süsivesinike segu. Süüdatud küünlas sulatab leegi kuumus tahi ümbruses olevat vaha. Vedel vaha liigub mööda tahti üles. Vaha aurustub leegi kuumuses ning süsivesinikud lagunevad väiksemateks molekulideks, mis reageerivad leegis õhuhapnikuga. Tulemuseks on soojus ja valgus ning lõppsaadusena tekivad veeaur ja süsinikdioksiid

Ainete täieliku põlemise korral on hapnikuvaru küllaldane ja põlemine kulgeb lõpuni, st tekivad põlemise lõppsaadused süsinikdioksiid ja vesi.

Süsivesinike mittetäielik põlemine toimub hapnikuvaeguses ja selle käigus moodustub lisaks süsinikdioksiidile ja veele ka peamiselt süsinikust koosnevat tahma, osaliselt oksüdeerunud orgaanilisi aineid ning süsinikoksiidi ehk vingugaasi.

Kuigi hapnikku pääseb tulekoldesse piisavalt, on leegi sisemine osa siiski hapnikuvaeguses ja seal tekivad kollakalt kiirgavad tahmaosakesed. On oluline jälgida, et tuli koldes saaks piisavalt hapnikku, vastasel juhul tekib palju tahma, mis koguneb korstnasse ja muudab selle tuleohtlikuks

Kui kütust segada vedela hapnikuga, on hapniku kontsentratsioon suurem ja kütus põleb oluliselt paremini kui õhus. Vedela hapnikuga segatult muutuvad süsinikuühendid plahvatusohtlikuks. Vedelat hapnikku kasutatakse ka raketikütustes

Süsivesinikud põlevad kehvasti.
Süsivesinikud põlevad gaasilises olekus.
Ainete täielikul põlemisel on hapnikku piisavalt, et tekiksid põlemise lõppsaadused.
Süsivesiniku täieliku põlemise lõppsaaduseks on vingugaas ja vesi.
Süsivesinike mittetäielikul põlemisel tekib veel ka vingugaasi, tahma ja osaliselt oksüdeerunud orgaanilisi aineid.

Seotud sisu

Põlemine on keemiline reaktsioon

Süsivesinike põlemise käigus reageerivad süsivesinikud hapnikuga. Süsivesinike täieliku põlemise saaduseks on süsinikdioksiid ja vesi. Nagu iga keemilist reaktsiooni, nii kirjeldab ka põlemist reaktsioonivõrrand.

Näiteks dekaani (C₁₀H₂₂) täielikul põlemisel on lähteaineteks dekaan ja hapnik ning saadusteks süsinikdioksiid ja vesi.

C₁₀H₂₂ + O₂ → CO₂ + H₂O

Selle reaktsioonivõrrandi tasakaalustamiseks eeldame algul, et hapnikuga reageerib üks dekaani (C₁₀H₂₂) molekul. Dekaan sisaldab 10 süsiniku aatomit ja selleks, et ka paremal võrrandipoolel oleks 10 C aatomit, tuleb CO₂ ette kirjutada kordaja 10. Vesinikke on lähteainete poolel 22, saaduste poolel aga 2. Tasakaalustamiseks tuleb vee (H₂O) valemi ette kirjutada kordaja 11. Nõnda saame võrrandi, kus on süsiniku ja vesiniku aatomid tasakaalus.

C₁₀H₂₂ + O₂ → $10$ CO₂ + $11$ H₂O

Lõpuks tuleb tasakaalu viia ka hapniku aatomid. Lähteainete poolel on hapniku aatomeid 2, saaduste poolel kokku 31. Tasakaalustamiseks tuleb O₂ ette kirjutada kordaja 15,5.

C₁₀H₂₂ + $15, 5$ O₂ → $10$ CO₂ + $11$ H₂O

Nüüd on reaktsioonivõrrand tasakaalus. Võrrandist on näha, et hapniku valemi ees on kordaja 15,5, ent tavaks on esitada tasakaalustatud võrrand täisarvuliste kordajatega. Selleks korrutatakse võrrandi mõlema poole kordajad läbi kahega. See ei muuda reaktsiooni tasakaalu, ent likvideerib murdarvulise kordaja.

$2$ C₁₀H₂₂ + $31$ O₂ → $20$ CO₂ + $22$ H₂O

Sama põhimõttega saab tasakaalustada kõiki süsivesinike täieliku põlemise reaktsioonivõrrandeid.

Gaasiliste süsivesinike (nt metaan, propaan) ja hapniku või õhu segu on plahvatusohtlik

2CH₄ + O₂ → 2CH₃OH
C₄H₈ + 6O₂ → 4CO₂ + 4H₂O
2CH₄ + 3O₂ → 2CO + 4H₂O
C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

C₅H₁₀ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Jah, reaktsioonivõrrand on tasakaalus.
Ei, reaktsioonivõrrand pole tasakaalus

C₇H₁₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Seotud sisu

Ma tean, et...

Loe tekst ette

Põlemine on keemiline reaktsioon, mille käigus ained reageerivad hapnikuga ja eraldub suures koguses energiat soojuse ja valgusena.
Ainete täieliku põlemise korral on hapnikuvaru küllaldane ja põlemine kulgeb lõpuni, st tekivad põlemise lõppsaadused.
Süsivesinike täieliku põlemise käigus tekivad saadusena süsinikdioksiid ja vesi.

Seotud sisu