De verbranding van een metaal, een niet-metaal en een samengestelde stof

1.Onderzoeksvraag

Wat ontstaat er wanneer we een metaal, een niet-metaal en een samengestelde stof verbranden?

2.Voorbereiding

a. Materiaal + stoffen

• 1. Deel 1: verbranding van ijzer
     1. Bunzenbrander
     2. Lucifers
     3. Ijzerpoeder
     4. Lepel
     5. Vuurvaste handschoenen
  2. Deel 2: verbranding van houtskool
     1. Bunzenbrander
     2. Lucifers
     3. Houtskool
     4. Porseleinen kroesje
     5. Driepoot
  • Deel 3: verbranding van hexaan
    1. Erlenmeyer
    2. Metalen tang
    3. calciumdihydroxide
    4. Koffiefilter
    5. Pentaan
    6. Lange lucifer
    7. Maatbeker
    8. Water
    9. Lepel

b. Opstelling

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. 1. Deel 1: verbranding van ijzerpoeder
      1. Strooi een weinig ijzerpoeder in de vlam van de bunsenbrander.
   2. Deel 2: verbranding van houtskool
      1. Verbrand een stukje houtskool in een porseleinen kroesje.
   • Deel 3: verbranding van pentaan
     1. Maak eerst een beetje helder kalkwater: een klein bekerglaasje met een beetje water + een afgestreken lepeltje Ca(OH)₂; goed roeren en dan filtreren tot helder.
     2. Giet in een porseleinen schaaltje een klein beetje pentaan.
     3. Steek de vloeistof aan met een niet te korte houtspaander of een lange lucifer.
     4. Houd met een metalen tang een erlenmeyer omgekeerd met de opening boven de vlam om de verbrandingsgassen op te vangen (20 tellen).
     5. Draai de erlenmeyer om (heet!) en voeg er onmiddellijk enkele ml helder kalkwater aan toe.

   Schud met de erlenmeyer

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

1. Proef 1: verbranding van ijzerpoeder
   1. 4 Fe + 3 O₂ –> 2 Fe₂O₃
2. Deel 2: verbranding van houtskool
   1. C + O₂ –> CO₂

• Deel 3: verbranding van pentaan
  1. C₅H₁₂ + 8 O₂ –> 5 CO₂ + 6 H₂O
  2. Ca(OH)₂+ CO₂ <–> CaCO₃ + H₂O <–> Ca(HCO₃)₂

Een verbranding is een chemisch proces waarbij een brandbare stof reageert met dizuurstof. Een maal gestart door energietoevoeging onderhoudt de verbranding zichzelf en verloopt exotherm. De brandstof wordt omgezet in een oxide.

Proef 1: verbranding van ijzerpoeder
Wanneer een metaal verbrand wordt, ontstaat er een metaaloxide. Een voorbeeld van een metaal is ijzer. Wanneer ijzer verbrand wordt ontstaat er ijzeroxide. Dit zijn de vonkjes die je ziet vliegen.

Deel 2: verbranding van houtskool
Wanneer een niet-metaal wordt verbrand, ontstaat er een niet-metaaloxide. Een voorbeeld van een niet-metaal is koolstof. Wanneer dit verband wordt, ontstaat er koolstofdioxide.

Deel 3: verbranding van pentaan
Wanneer een samengestelde stof verbrand wordt ontstaan er meerdere oxiden van de elementen waaruit de samengestelde stof bestaat. Een voorbeeld van een samengestelde stof is pentaan. Wanneer dit wordt verbrand, ontstaat er koolstofdioxide en water (C₁₅H₁₂ + 8 O₂ à 5 CO₂ + 6 H₂O).

Om aan te tonen dat er daadwerkelijk koolstofdioxide ontstaat, wordt het opgevangen en giet men er kalkwater bij. Kalkwater is een indicator voor koolstofdioxide. Bij voldoende CO₂ wordt de oplossing troebel. Dit komt omdat er calciumcarbonaat (CaCO₃) werd gevormd.

(Niet in het proefje) Wanneer er nog meer CO₂ wordt toegevoegd, wordt de witte troebel opgelost en ontstaat er calciumwaterstofcarbonaat (Ca(HCO₃)₂) gevormd.

 

5. Aanvullingen

https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/znwh8xs/revision/8

https://p.cygnus.cc.kuleuven.be/bbcswebdav/pid-28877697-dt-content-rid-281074755_2/courses/B-UCLL-QL013G-2021/Hoofdstuk%2012%20Oxidatie%20en%20Reductie.pdf