Warum Rußen Alkene & Alkine?
kurz & knapp: Warum Rußen ungesättigte Kohlenwasserstoffe beim Verbrennen?
ich weiß, dass ungesättigte Kohlenwasserstoffe nicht die max. Anzahl an Kohlenwasserstoffatomen haben und dass bei einer unvollständigen Verbrennung genug Sauerstoff vorhanden ist.
2 Antworten
Es geht um das Verhältnis von Kohlenstoff und Wasserstoff in der Verbindung. Alkane (gesättigte Kohlenwasserstoffe) haben ein Verhältnis C:H von n : 2n+2, Alkine von n: 2n-2, folglich ist einer bestimmten Masse des Stoffes (z.B. 1g)anteilsmäßig mehr Kohlenstoff vorhanden. Bei der Oxidation (Verbrennung) organischer Verbindungen entstehen CO2 und Wasser, aber auch CO und C (= Ruß) bei einer unvollständigen Verbrennung, die bei Sauerstoffmangel eintritt. Da der Anteil von Kohlenstoff bei den ungesättigten Verbindungen größer ist, wird für die vollständige Oxidation auch mehr Sauerstoff nötig sein, weshalb es vermehrt zur unvollständigen Verbrennung kommen wird. Analoger Effekt zeigt sich auch bei den Alkanen: langkettige Alkane verbrennen häufig unvollständig
Ist das eine Aufgabe vom Lehrer, oder interessiert Dich das nur?
MMn ist das nicht genau geklärt und wird es wohl auch nicht. Es ist eine charakteristische Eigenschaft, die aber zB auch von SauerstoffKonzentration, Druck und Temperatur abhängt.
Ruß ist amorpher Kohlenstoff, besitzt also eine unregelmäßige Zusammensetzung und Struktur. Letztlich bedeutet das einerseits, dass die längeren KohlenstoffKetten nicht mehr vollständig aufgebrochen werden, sondern zusammen bleiben, sich ggf. sogar ohne den Wasserstoff mit anderen Kettenteilen wieder verbinden.
Allgemein reichen einfach SauerstoffGehalt und Temperatur nicht für eine vollständige Verbrennung.
Bei Gasbrennern mit Methan/Propan, lässt sich das einstellen und beobachten. Ist die Luftzufuhr geschlossen, erhält man eine leuchtende Flamme, die das auch nur deshalb tut, weil sie leicht rußt. Sie ist auch nicht sehr heiß. Dreht man die Luftschraube auf, erhält man erst eine rußfreie, nicht leuchtende Flamme und dann eine rauschende Flamme, die einen SauerstoffÜberschuss besitzt und leicht verrußte Stellen säubert, weil jetzt der Ruß verbrennt.
Auch gibt es für Methan und Propan verschiedene Brenner, die vermutlich unterschiedliche Gasmengen, über verschieden große Bohrungen durch den Brenner lassen. Es gibt auch variable Brenner, wo man dies über eine Schraube einstellen kann.
Letztlich: Ab einer gewissen MolekülGröße ist der Bedarf an Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung zu groß und kann nicht mehr mit der normalen Luft gedeckt werden. Andererseits erzeugt eine zu starke Verdünnung nicht genug Wärme, um die Reaktion fortzuführen.