Hoe stel je de gebalanceerde vergelijking voor de volledige verbranding van een organische stof op?

Een verbrandingsreactie is een chemische reactie waarbij een stof reageert met zuurstof ($O_2$), meestal onder afgifte van warmte en licht. Bij de volledige verbranding van organische stoffen (stoffen die koolstof en waterstof bevatten, en soms ook zuurstof) ontstaan altijd koolstofdioxide ($CO_2$) en water ($H_2O$).

Om een gebalanceerde reactievergelijking voor volledige verbranding op te stellen, volg je deze stappen:

1. Identificeer de brandstof en zuurstof: De brandstof is de organische stof die verbrandt (bijvoorbeeld ethaan, propanon, glucose). Zuurstof ($O_2$) is altijd een van de beginstoffen.
2. Identificeer de reactieproducten: Bij volledige verbranding van organische stoffen zijn de producten altijd koolstofdioxide ($CO_2$) en water ($H_2O$). Als er ook andere elementen in de brandstof zitten (zoals zwavel), kunnen er ook andere producten ontstaan (zoals zwaveldioxide $SO_2$), maar voor de meeste organische stoffen zijn $CO_2$ en $H_2O$ de enige producten.
3. Schrijf de ongebalanceerde vergelijking op: Plaats de brandstof en zuurstof aan de linkerkant van de pijl (beginstoffen) en de producten aan de rechterkant (reactieproducten). Voeg ook de juiste toestandsaanduidingen toe, zoals (s) voor vast, (l) voor vloeibaar, (g) voor gas en (aq) voor opgelost in water.
4. Balanceer de vergelijking: Zorg ervoor dat het aantal atomen van elk element aan beide zijden van de pijl gelijk is. Volg hierbij de volgorde:
   • Koolstof (C): Balanceer eerst de koolstofatomen.
   • Waterstof (H): Balanceer daarna de waterstofatomen.
   • Zuurstof (O): Balanceer als laatste de zuurstofatomen.

Voorbeeld 1: Verbranding van ethaan ($C_2H_6$)

1. Brandstof: Ethaan ($C_2H_6$)
2. Zuurstof: $O_2$
3. Producten: Koolstofdioxide ($CO_2$) en water ($H_2O$)

De ongebalanceerde vergelijking is: $C_2H_6 (g) + O_2 (g) \rightarrow CO_2 (g) + H_2O (g)$

Nu gaan we de vergelijking balanceren:

• Koolstof (C): Er zijn 2 C-atomen links ($C_2H_6$). We hebben 1 C-atoom in $CO_2$. Dus, we plaatsen een 2 voor $CO_2$: $C_2H_6 (g) + O_2 (g) \rightarrow 2CO_2 (g) + H_2O (g)$

• Waterstof (H): Er zijn 6 H-atomen links ($C_2H_6$). We hebben 2 H-atomen in $H_2O$. Dus, we plaatsen een 3 voor $H_2O$: $C_2H_6 (g) + O_2 (g) \rightarrow 2CO_2 (g) + 3H_2O (g)$

• Zuurstof (O): Tel de O-atomen aan de rechterkant:

  • In $2CO_2$: $2 \times 2 = 4$ O-atomen
  • In $3H_2O$: $3 \times 1 = 3$ O-atomen
  • Totaal rechts: $4 + 3 = 7$ O-atomen

  Aan de linkerkant hebben we $O_2$. Om 7 O-atomen te krijgen, moeten we $3,5$ voor $O_2$ plaatsen ($3,5 \times 2 = 7$). $C_2H_6 (g) + 3,5O_2 (g) \rightarrow 2CO_2 (g) + 3H_2O (g)$

  Omdat coëfficiënten hele getallen moeten zijn, vermenigvuldigen we de hele vergelijking met 2: $2C_2H_6 (g) + 7O_2 (g) \rightarrow 4CO_2 (g) + 6H_2O (g)$

Dit is de volledige en kloppende reactievergelijking voor de verbranding van ethaan.

Voorbeeld 2: Verbranding van propanon ($C_3H_6O$)

1. Brandstof: Propanon ($C_3H_6O$)
2. Zuurstof: $O_2$
3. Producten: Koolstofdioxide ($CO_2$) en water ($H_2O$)

De ongebalanceerde vergelijking is: $C_3H_6O (l) + O_2 (g) \rightarrow CO_2 (g) + H_2O (g)$

Nu gaan we de vergelijking balanceren:

• Koolstof (C): Er zijn 3 C-atomen links ($C_3H_6O$). We hebben 1 C-atoom in $CO_2$. Dus, we plaatsen een 3 voor $CO_2$: $C_3H_6O (l) + O_2 (g) \rightarrow 3CO_2 (g) + H_2O (g)$

• Waterstof (H): Er zijn 6 H-atomen links ($C_3H_6O$). We hebben 2 H-atomen in $H_2O$. Dus, we plaatsen een 3 voor $H_2O$: $C_3H_6O (l) + O_2 (g) \rightarrow 3CO_2 (g) + 3H_2O (g)$

• Zuurstof (O): Tel de O-atomen aan de rechterkant:

  • In $3CO_2$: $3 \times 2 = 6$ O-atomen
  • In $3H_2O$: $3 \times 1 = 3$ O-atomen
  • Totaal rechts: $6 + 3 = 9$ O-atomen

  Aan de linkerkant hebben we 1 O-atoom in $C_3H_6O$ en $O_2$. We moeten dus nog 8 O-atomen toevoegen via $O_2$ om aan de 9 O-atomen rechts te komen ($9 - 1 = 8$). Om 8 O-atomen te krijgen uit $O_2$, plaatsen we een 4 voor $O_2$ ($4 \times 2 = 8$). $C_3H_6O (l) + 4O_2 (g) \rightarrow 3CO_2 (g) + 3H_2O (g)$

Dit is de volledige en kloppende reactievergelijking voor de verbranding van propanon.