Χημεία Β Λυκείου
Καύσιμα
Οι υδρογονάνθρακες απελευθερώνουν μεγάλα ποσά θερμότητας όταν καίγονται. Έτσι, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, που αποτελούνται κυρίως από κορεσμένους υδρογονάνθρακες, μαζί με τον άνθρακα, χρησιμοιούνται για την παραγωγή ενέργειας. Τα υλικά αυτά καλούνται καύσιμα και πιο συγκεκριμένα, ορυκτά καύσιμα, γιατί εξορύσσονται από το υπέδαφος.
Η κύρια αιτία της ρύπανσης, είναι η ατελής καύση των υδρογονανθράκων κατά την καύση των καυσίμων για θέρμανση, παραγωγή ενέργειας ή κίνηση. Το CO για παράδειγμα είναι τοξικό και προκαλεί ασφυξία ή ακόμα και θάνατο και έτσι, είναι ένας από τους βασικότερους αέριους ρύπους. Ο άνθρακας, με τη μορφή του καπνού, είναι ένας αέριος ρύπος που προκαλεί την αιθαλομίχλη.
Tα καύσιμα όπως η βενζίνη, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, εκτός από υδρογονάνθρακες, περιέχουν και άλλες ενώσεις ή στοιχεία, οι οποίες οξειδώνονται και εκλύονται στην ατμόσφαιρα αέριοι ρύποι, όπως τα οξείδια του αζώτου (NO, NO 2 ) και του θείου (SO 2 , SO 3 ). Επίσης, εκλύονται άκαυστοι αέριοι υδρογονάνθρακες και στερεοί ρύποι, όπως ενώσεις του μολύβδου.
Τέλεια και ατελής καύση
Οι υδρογονάνθρακες, όπως και πολλές άλλες ενώσεις, αντιδρούν με το οξυγόνο. Η αντίδραση αυτή με το οξυγόνο ονομάζεται οξείδωση.
Η οξείδωση των υδρογονανθράκων συνοδεύεται από έκλυση θερμότητας και φως (φλόγα) και ονομάζεται καύση. Μάλιστα, η θερμότητα που παράγεται είναι πολύ μεγάλη συγκριτικά με άλλες ενώσεις, με τα προϊόντα της καύσης τους να ονομάζονται καυσαέρια.
Όταν η οξείδωση των υδρογονανθράκων γίνεται παρουσία αρκετού οξυγόνου, η καύση είναι πλήρης και τα προϊόντα, δηλαδή τα καυσαέρια, είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό.
Παρακάτω δίνονται οι χημικές εξισώσεις της πλήρους καύσης μερικών υδρογονανθράκων.
Mεθάνιο:
CΗ4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2Η2Ο(g) + Θερμότητα
Αιθάνιο:
2C2Η6(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6Η2Ο(g) + Θερμότητα
Προπάνιο:
C3Η8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4Η2Ο(g) + Θερμότητα
Βουτάνιο:
2C4Η10(g) + 13O2(g) → 8CO2(g) + 10Η2Ο(g) + Θερμότητα
Αιθένιο:
C2Η4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2Η2Ο(g) + Θερμότητα
Προπένιο:
2C3Η6(g) + 9O2(g) → 6CO2(g) + 6Η2Ο(g) + Θερμότητα
Αιθίνιο:
2C2Η2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2Η2Ο(g) + Θερμότητα
Προπίνιο:
C3Η4(g) + 4O2(g) → 3CO2(g) + 2Η2Ο(g) + Θερμότητα
Τι γίνεται, όμως, όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για την πλήρη καύση των υδρογονανθράκων προς CO2 και Η2Ο;
Οι καύσεις αυτές είναι ατελείς και ένα από τα πιθανά προϊόντα είναι το μονοξείδιο του άνθρακα, CO, που είναι τοξικό αέριο, με βάση τη χημική εξίσωση (για το προπάνιο):
2C3Η8(g) + 7O2(g) → 6CO(g) + 8Η2Ο(g) + Θερμότητα
Με ακόμα λιγότερο οξυγόνο από την ατελή καύση προκύπτει άνθρακας που δίνει και την καπνιά.
C3Η8(g) + 2O2(g) → 3C(s)+ 4Η2Ο(g) + Θερμότητα
This is an example of a WordPress page, you could edit this to put information about yourself or your site so readers know where you are coming from. You can create as many pages like this one or sub-pages as you like and manage all of your content inside of WordPress.
Πρόσφατα σχόλια