Unterschied zwischen vollständiger Verbrennung und unvollständiger Verbrennung

Was ist eine vollständige Verbrennung??

• Verbrennungsreaktionen sind Reaktionen, die Sauerstoffgas beinhalten und exotherm sind. Exotherme Reaktionen sind chemische Reaktionen, bei denen Energie in Form von Licht oder Wärme freigesetzt wird. Verbrennung bezieht sich am häufigsten auf die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Sauerstoffgas.
• Bei der Verbrennung handelt es sich um eine chemische Reaktion, bei der ein Reaktant und ein Oxidationsmittel, typischerweise Sauerstoff, beteiligt sind, wobei Produkte einschließlich Wärme und Energie produziert werden.
• Verbrennungsreaktionen sind Redox- (Reduktions-Oxidations-) Reaktionen, bei denen das Reduktionsmittel und das Oxidationsmittel reagieren, um Wärme, Energie und häufig Flammen zu erzeugen. Das Reduktionsmittel wird als Brennstoff und Oxidationsmittel als Gas bezeichnet.
• Bei der vollständigen Verbrennung ist ausreichend Oxidationsmittel vorhanden, damit die Reaktion ablaufen kann.
• Eine vollständige Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs mit Sauerstoff als Oxidationsmittel erzeugt Kohlendioxid und Wasser. 2C8H18 + 25O2  18CO2 + 16H20
• Ein anderes Beispiel für eine vollständige Verbrennung ist die organische Verbindung Methanol: CH 3 OH + O 2  CO 2 + 2H 2 O
• Die Verbrennung ist nicht nur in unserem Alltag für die Energieerzeugung wichtig, sondern auch, um uns am Leben zu erhalten. Wenn unsere Körperzellen Zucker (Glukose) abbauen, um Energie freizusetzen, erfolgt dies durch eine vollständige Verbrennungsreaktion in der aeroben Zellatmung.
• Während der aeroben Atmung wird Glukose in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt, um Kohlendioxid, Wasser und ATP (Energie) zu erzeugen. Dabei wird auch eine geringe Menge Wärme erzeugt, da dies eine exotherme Reaktion ist.
• Die Formel hierfür lautet: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O
• Eine vollständige Verbrennung wird oft durch die Erzeugung einer blauen Flamme angezeigt, und da alle Reaktanten vollständig verbrannt sind, wird kein Rauch erzeugt, was bedeutet, dass eine vollständige Verbrennung in der Umwelt viel sauberer ist als eine unvollständige Verbrennung hinsichtlich der Verschmutzung.
• Da alle Reaktanten während der vollständigen Verbrennung verbraucht werden, wird eine große Menge an Energie produziert.
• Die Produkte der vollständigen Verbrennung haben den Vorteil, dass Wasser harmlos ist und Kohlendioxid von Pflanzen bis zu einem gewissen Grad für die Photosynthese aufgenommen werden kann.
• Kohlendioxid ist für den Menschen nicht genauso toxisch wie Kohlenmonoxid.
• Kohlendioxid kann jedoch zur globalen Erwärmung beitragen, wenn zu viel produziert wird, da Pflanzen nur so viel verbrauchen können, dass der Überschuss in der Atmosphäre verbleibt.

Was ist unvollständige Verbrennung?

• Eine unvollständige Verbrennung tritt auf, wenn das Oxidationsmittel, das Sauerstoffgas sein kann, nicht oder nicht ausreichend zugeführt wird.
• Eine unvollständige Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs mit Sauerstoff als Oxidationsmittel erzeugt Kohlenmonoxid anstelle von Kohlendioxid.
• Eine unvollständige Verbrennung erzeugt nicht nur weniger Energie als eine vollständige Verbrennung, sondern kann, wie aus dem nachfolgenden Beispiel ersichtlich, toxische Nebenprodukte wie Kohlenmonoxid (CO) erzeugen. Kohlenmonoxid ist giftig, was bedeutet, dass in vielen Fällen eine unvollständige Verbrennung nicht erwünscht ist.
• 4CH4 + 5O2 ≥ 2CO + 8H2O + 2C
• Eine unvollständige Verbrennung eines gasbetriebenen Haushaltsgeräts kann somit Kohlenmonoxid erzeugen, das in einem Haus tödliche Werte erreichen kann. Kohlenmonoxid ist gefährlich, da es auch farblos und geruchlos ist, was bedeutet, dass die Menschen es nicht merken, bevor es zu spät ist.
• Eine unvollständige Verbrennung wird häufig durch die Erzeugung einer gelben oder orangefarbenen Flamme angezeigt. Bei unvollständiger Verbrennung werden nicht alle Reaktanten verbraucht, so dass am Ende dieser Reaktion im Vergleich zur vollständigen Verbrennung weniger Energie erzeugt wird.
• Ein Beispiel für eine unvollständige Verbrennung ist die Verbrennung von Kohle, bei der infolge der chemischen Reaktion Ruß und Kohlenmonoxid entstehen.
• Rauch entsteht als Folge einer unvollständigen Verbrennung, was natürlich zur Luftverschmutzung wesentlich beiträgt.
• Das Problem bei unvollständiger Verbrennung besteht daher darin, dass sie die Verschmutzung verschärft und zu Gesundheitsproblemen bei Menschen beitragen kann, indem sie Atemprobleme verursacht.

Unterschied zwischen vollständiger Verbrennung und unvollständiger Verbrennung

Oxidationsmittel 

Eine vollständige Verbrennung tritt auf, wenn das Oxidationsmittel ausreichend und ausreichend zugeführt wird, während eine unvollständige Verbrennung auftritt, wenn das Oxidationsmittel nicht ausreichend und nicht ausreichend zugeführt wird.

Verbrennung von Kohlenwasserstoffen

Eine vollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen führt zur Erzeugung von Kohlendioxid und Wasser, während eine unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen zur Erzeugung von Kohlenmonoxid und Wasser führt.

Flamme

Bei unvollständiger Verbrennung wird gewöhnlich eine gelbe oder orange Flamme erzeugt, während bei vollständiger Verbrennung eine Blaue Flamme erzeugt wird.

Rauch

Eine unvollständige Verbrennung erzeugt als Ergebnis der Reaktion Rauch, während eine vollständige Verbrennung als Folge der Reaktion keinen Rauch erzeugt.

Energie Produktion

Eine unvollständige Verbrennung erzeugt weniger Energie als eine vollständige Verbrennung, da nicht alle Reaktanten in der Reaktion verbraucht werden, während bei der vollständigen Verbrennung alle Reaktanten verbraucht werden.

Umweltbelastung

Durch vollständige Verbrennung erzeugtes Kohlendioxid kann zur globalen Erwärmung beitragen, während durch unvollständige Verbrennung erzeugtes Kohlenmonoxid und Rauch zur Luftverschmutzung beitragen.

Vergleichstabelle für vollständige und unvollständige Verbrennung

Zusammenfassung der vollständigen oder unvollständigen Verbrennung

• Verbrennung ist das Verbrennen von meist Kohlenwasserstoffen in Gegenwart eines Oxidationsmittels, bei dem es sich normalerweise um Sauerstoff handelt.
• Verbrennungsreaktionen sind exotherm und setzen Energie und Wärme frei.
• Eine vollständige Verbrennung findet statt, wenn genug Sauerstoff vorhanden ist, um alle Reaktanten vollständig zu verbrauchen.
• Eine unvollständige Verbrennung tritt auf, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Erzeugung von Rauch führt und im Vergleich zur vollständigen Verbrennung weniger Energie erzeugt wird.
• Sowohl die vollständige als auch die unvollständige Verbrennung produzieren Produkte, die Probleme verursachen können.
• Bei der vollständigen Verbrennung entsteht Kohlendioxid, das zur globalen Erwärmung beiträgt, während die unvollständige Verbrennung giftiges Kohlenmonoxid erzeugt.
• Eine unvollständige Verbrennung erzeugt auch Rauch, der zur Luftverschmutzung beiträgt.
• Verbrennungsreaktionen sind in unserem täglichen Leben wichtig, auch wenn wir Energie in unserem Körper erzeugen.