Verschil tussen verbranding en oxidatiereacties van ethanol

Belangrijkste verschil - Verbranding versus oxidatiereacties van ethanol

Ethanol is een alcohol met de molecuulformule C₂H₅OH. De chemische formule van ethanol is CH₃CH₂OH. Ethanol wordt als brandstof gebruikt omdat het verbrandingsreacties kan ondergaan. Het kan ook oxidatiereacties ondergaan om aldehydevormen en carbonzuurvormen te vormen. Het belangrijkste verschil tussen de verbrandings- en oxidatiereacties van ethanol is dat verbrandingsreacties van ethanol produceren altijd warmte en licht, terwijl oxidatiereacties van ethanol niet altijd warmte en licht produceren.

Key Areas Covered 

1. Wat zijn de verbrandingsreacties van ethanol
      - Definitie, eigenschappen, reacties 
2. Wat zijn de oxidatiereacties van ethanol
      - Definitie, eigenschappen, reacties 
3. Wat is het verschil tussen verbranding en oxidatiereacties van ethanol
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Aldehyde, Biobrandstof, Kooldioxide, Koolmonoxide, Carbonzuur, Verbrandingsreactie, Volledige verbranding, Volledige oxidatie, Ethanol, Benzine, Onvolledige verbranding, Onvolledige oxidatie, Oxidatiereactie

Wat zijn de verbrandingsreacties van ethanol

Verbrandingsreacties van ethanol zijn de reacties die optreden wanneer ethanol wordt verbrand. Ethanol is een licht ontvlambare vloeistof die als brandstof kan worden gebruikt. Het verbranden van ethanol kan warmte en licht produceren als energie. Daarom is de verbranding van ethanol een exotherme reactie. Wanneer ethanol wordt verbrand in aanwezigheid van moleculaire zuurstof (O₂), het vormt twee eindproducten. Het zijn koolstofdioxide (CO₂) en watermoleculen (H.₂O).

De verbranding van ethanol wordt aangegeven door een blauw gekleurde vlam. De verbranding van ethanol is een eenvoudig proces dat de combinatie van ethanol en zuurstof omvat. De verbranding van ethanol kan op twee manieren plaatsvinden.

• Volledige verbranding
• Onvolledige verbranding

Figuur 01: De blauwe vlam geeft de volledige verbranding van ethanol aan.

De volledige verbranding resulteert in CO₂ en H₂O. Maar onvolledige verbranding zal als een product koolmonoxide (CO) of koolstof (C) produceren. Onvolledige verbranding vindt plaats als er onvoldoende zuurstof is (O₂).  

Volledige verbranding van ethanol

             CH₃CH₂OH_(L)  +  3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}   +    3H₂O_(L)

Onvolledige verbranding van ethanol

              CH₃CH₂OH_(L)  +   2O_{2 (g)}      → 2CO_(G)   +    3H₂O_(L)

              CH₃CH₂OH_(L)   +   O_{2 (g)}        → C_(S)   +    3H₂O_(L)

De onvolledige verbranding resulteert vaak in een mengsel van koolmonoxide (CO) -gas en koolstof (C) -stof.

De warmte geproduceerd door de verbranding van ethanol wordt gebruikt om de zuiger van voertuigmotoren aan te drijven. Ethanol kan ook als raketbrandstof worden gebruikt. Bovendien kan ethanol als biobrandstof uit de biomassa van plantaardig materiaal worden geproduceerd. Daarom vertoont ethanol milieuvriendelijke eigenschappen dan fossiele brandstof.

Ethanol is een goed additief voor benzine. Het mengen van ethanol en benzine voorkomt enige uitstoot van luchtverontreinigende stoffen. Bij verbranding produceert ethanol echter een vlam die verontreinigende stoffen afgeeft.

Wat zijn oxidatiereacties van ethanol

Oxidatiereacties van ethanol zijn chemische reacties die plaatsvinden wanneer ethanol wordt geoxideerd door oxidatiemiddelen. Oxidatie van ethanol produceert een aldehyde dat Ethanal wordt genoemd als het eerste product. Het kan verdere oxidatie ondergaan om de carbonzuurvorm te vormen, die bekend staat als ethaanzuur.

Figuur 2: Oxidatie van ethanol

Oxidatie van ethanol kan echter ook optreden in aanwezigheid van een katalysator. Deze katalysator wordt gebruikt om de activeringsenergie van de oxidatiereactie te verminderen. Als de activeringsenergie hoog is, wordt de reactie niet gestart. Oxidatie kan in twee fasen plaatsvinden:

• Voltooi Oxidatie
• Onvolledige oxidatie

De volledige oxidatie van ethanol vormt ethaanzuur als het eindproduct. Onvolledige oxidatie van ethanol vormt Ethanal als het eindproduct. Beide oxidaties zullen watermoleculen produceren (H₂O) als bijproducten.

Volledige oxidatie van ethanol

Ethanol + zuurstof → Ethanal + Water → Ethaanzuur + water

CH₃CH₂OH_(L)   +   [O] → CH₃CHO_(L)   +   H₂O_(L)       → CH₃COOH_(L)    +     H₂O_(L)      

De volledige oxidatie van ethanol resulteert in Ethaanzuur aan het einde van de reactie. Maar ethanoloxidatie vormt eerst Ethanal en vervolgens wordt Ethanal verder geoxideerd tot ethaanzuur.

Onvolledige oxidatie van ethanol

  Ethanol + zuurstof → Ethanal + water

CH₃CH₂OH_(L)   +   [O] → CH₃CHO_(L)   +   H₂O_(L)

In de bovenstaande vergelijking geeft [O] de atomaire zuurstof aan die uit het oxidatiemiddel komt. Laten we als voorbeeld Natriumdichromaat (Na₂Cr₂O₇) werd gebruikt als het oxidatiemiddel samen met zwavelzuur (H.₂ZO₄).

CH₃CH₂OH_(L)    +      na₂Cr₂O_{7 (aq)}    +   H₂ZO_{4 (aq)}      → CH₃CHO_(L)   +   2NaCrO_{4 (aq)}  +   2H₂O_(L)

Oxidatie van ethanol heeft een katalysator of een oxidatiemiddel nodig om de reactie te voltooien. Oxidatie van ethanol produceert echter geen warmte of licht als energie vormt. Een andere manier van oxidatie van ethanol is door middel van katalysatoren. Zilveren katalysator is een dergelijke katalysator. Ethanol kan worden geoxideerd door een mengsel van ethanoldamp en lucht over een zilverkatalysator bij 500 te leiden^OC. Dit resulteert in Ethanal als het product samen met water (H.₂O).

Verschil tussen verbranding en oxidatiereacties van ethanol

Definitie

Verbrandingsreacties van ethanol: Verbrandingsreacties van ethanol zijn de reacties die optreden wanneer ethanol wordt verbrand.

Oxidatie reacties van ethanol: Oxidatiereacties van ethanol zijn chemische reacties die plaatsvinden wanneer ethanol wordt geoxideerd door oxidatiemiddelen.

Oxiderende middelen

Verbrandingsreacties van ethanol: Verbrandingsreacties van ethanol vereisen geen oxidatiemiddelen.

Oxidatie reacties van ethanol: Oxidatiereacties van ethanol vereisen de aanwezigheid van oxidatiemiddelen.

katalysatoren

Verbrandingsreacties van ethanol: Verbrandingsreacties van ethanol hebben geen katalysatoren nodig.

Oxidatie reacties van ethanol: Oxidatiereacties van ethanol kunnen optreden in aanwezigheid van katalysatoren.

Eindproducten

Verbrandingsreacties van ethanol: De eindproducten van oxidatiereacties van ethanol kunnen CO zijn₂, CO, C en H₂O.

Oxidatie reacties van ethanol: De eindproducten van verbrandingsreacties van ethanol kunnen, samen met H, Ethanal of Ethaanzuur zijn₂O.

Energievormen

Verbrandingsreacties van ethanol: Verbrandingsreacties van ethanol kunnen warmte en licht produceren.

Oxidatie reacties van ethanol: Oxidatiereacties van ethanol kunnen geen warmte en licht produceren.

Conclusie

Verbranding is ook een oxidatiereactie, omdat het eindproduct van de verbranding altijd een geoxideerde soort is. Bovendien omvat verbranding de combinatie van zuurstof met het uitgangsmateriaal. Dit geeft ook aan dat verbranding een oxidatiereactie is. Hoewel er overeenkomsten zijn tussen deze twee verschijnselen, zijn er verschillende eigenschappen die ons in staat stellen om het verschil tussen verbrandings- en oxidatiereacties van ethanol te onderscheiden.

Referenties:

1. "Oxidatie van alcoholen." Chemguide. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 21 juli 2017. 
2. "Verbranding van ethanol." ABHSscience. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 21 juli 2017. 
3. "Oxidatie van ethanol." Oxidatie van ethanol: eenvoudige herzieningen van examens voor GSCE Chemistry. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 21 juli 2017. 

Afbeelding met dank aan:

"Water cooler bottle ignition" door Chocolateoak - Сопствено дело (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
"Oxidatie van ethanol" door Richtom80 op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia