Skillnad mellan förbränning och oxidationsreaktioner av etanol

Huvudskillnad - Förbränning mot oxidationsreaktioner av etanol

Etanol är en alkohol med molekylformeln C₂H₅ÅH. Den kemiska formeln för etanol är CH₃CH₂ÅH. Etanol används som bränsle eftersom det kan genomgå förbränningsreaktioner. Det kan också genomgå oxidationsreaktioner för att bilda aldehydformer och karboxylsyraformer. Huvudskillnaden mellan förbränning och oxidationsreaktioner av etanol är det Förbränning reaktioner av etanol producerar alltid värme och ljus medan oxidationsreaktioner av etanol inte alltid producerar värme och ljus.

Viktiga områden som omfattas 

1. Vad är förbränningsreaktionerna av etanol
      - Definition, Egenskaper, Reaktioner 
2. Vad är Oxidationsreaktionerna av Etanol
      - Definition, Egenskaper, Reaktioner 
3. Vad är skillnaden mellan förbränning och oxidationsreaktioner av etanol
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Aldehyd, Biodrivmedel, Koldioxid, Kolmonoxid, Karboxylsyra, Förbränningsreaktion, Komplett Förbränning, Komplett Oxidering, Etanol, Bensin, Ofullständig Förbränning, Otillräcklig Oxidering, Oxideringsreaktion

Vad är förbränningsreaktionerna av etanol

Förbränningsreaktioner av etanol är de reaktioner som uppstår när etanol brinner. Etanol är en mycket brandfarlig vätska som kan användas som bränsle. Bränning av etanol kan producera värme och ljus som energi. Därför är förbränning av etanol en exoterm reaktion. När etanol brinner i närvaro av molekylärt syre (O₂) utgör den två slutprodukter. De är koldioxid (CO₂) och vattenmolekyler (H₂O).

Förbränning av etanol indikeras med en blåfärgad flamma. Förbränning av etanol är en enkel process som innefattar kombinationen av etanol och syre. Förbränning av etanol kan ske på två sätt.

• Komplett förbränning
• Ofullständig förbränning

Figur 01: Den blåa flammen indikerar fullständig förbränning av etanol.

Den fullständiga förbränningen resulterar i CO₂ och H₂O. Men ofullständig förbränning kommer att producera kolmonoxid (CO) eller kol (C) som en produkt. Ofullständig förbränning kommer att äga rum när otillräckligt syre (O₂).  

Komplett förbränning av etanol

             CH₃CH₂ÅH_(L)  +  3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}   +    3H₂O_(L)

Ofullständig förbränning av etanol

              CH₃CH₂ÅH_(L)  +   2O_{2 (g)}      → 2CO_(G)   +    3H₂O_(L)

              CH₃CH₂ÅH_(L)   +   O_{2 (g)}        → C_(S)   +    3H₂O_(L)

Den ofullständiga förbränningen resulterar ofta i en blandning av kolmonoxid (CO) gas och kol (C) damm.

Värmen som framställs genom förbränning av etanol används för att driva fordonets kolvar. Etanol kan också användas som raketbränsle. Dessutom kan etanol framställas som biobränsle från biomassa av växtmaterial. Etanol visar därför miljövänliga egenskaper än fossilt bränsle.

Etanol är ett bra tillsatsmedel för bensin. Blandningen av etanol med bensin förhindrar några utsläpp av luftföroreningar. Men när det brinner, producerar etanol en flamma som släpper ut föroreningar.

Vad är oxidationsreaktioner av etanol

Oxidationsreaktioner av etanol är kemiska reaktioner som äger rum när etanol oxideras av oxidationsmedel. Oxidation av etanol ger en aldehyd som kallas Ethanal som den första produkten. Det kan genomgå ytterligare oxidation för att bilda karboxylsyraformen, vilken är känd som etansyra.

Figur 2: Oxidation av etanol

Emellertid kan oxidation av etanol också ske i närvaro av en katalysator. Denna katalysator används för att reducera oxidationsreaktionens aktiveringsenergi. Om aktiveringsenergin är hög, kommer reaktionen inte att initieras. Oxidering kan ske i två faser:

• Komplett oxidation
• Ofullständig oxidering

Den fullständiga oxidationen av etanol bildar etansyra som slutprodukt. Ofullständig oxidation av etanol bildar Etanal som slutprodukt. Båda oxidationerna kommer att producera vattenmolekyler (H₂O) som biprodukter.

Komplett oxidering av etanol

Etanol + Syre → Etanal + Vatten → Etansyra + Vatten

CH₃CH₂ÅH_(L)   +   [0] - CH₃CHO_(L)   +   H₂O_(L)       → CH₃COOH_(L)    +     H₂O_(L)      

Den fullständiga oxidationen av etanol resulterar i etansyra vid slutet av reaktionen. Men etanoloxidation bildar först Ethanal och sedan oxideras Ethanal ytterligare till etansyra.

Ofullständig oxidering av etanol

  Etanol + Syre → Etanal + Vatten

CH₃CH₂ÅH_(L)   +   [0] - CH₃CHO_(L)   +   H₂O_(L)

I ovanstående ekvation indikerar [O] det atomeriska syret som kommer från oxidationsmedlet. Som ett exempel, låt oss överväga natriumdikromat (Na₂cr₂O₇) användes som oxidationsmedel tillsammans med svavelsyra (H₂SÅ₄).

CH₃CH₂ÅH_(L)    +      na₂cr₂O_{7 (aq)}    +   H₂SÅ_{4 (aq)}      → CH₃CHO_(L)   +   2NaCrO_{4 (aq)}  +   2H₂O_(L)

Oxidation av etanol behöver antingen en katalysator eller ett oxidationsmedel för att slutföra reaktionen. Oxidation av etanol producerar emellertid inte värme eller ljus som energiformer. Ett annat sätt att oxidera etanol är genom katalysatorer. Silverkatalysator är en sådan katalysator. Etanol kan oxideras genom att passera en blandning av etanolånga och luft över en silverkatalysator vid 500^oC. Detta resulterar i Ethanal som produkten tillsammans med vatten (H₂O).

Skillnad mellan förbränning och oxidationsreaktioner av etanol

Definition

Förbränningsreaktioner av etanol: Förbränningsreaktioner av etanol är de reaktioner som uppstår när etanol brinner.

Oxidationsreaktioner av etanol: Oxidationsreaktioner av etanol är kemiska reaktioner som äger rum när etanol oxideras av oxidationsmedel.

Oxiderande medel

Förbränningsreaktioner av etanol: Förbränningsreaktioner av etanol kräver inte oxidationsmedel.

Oxidationsreaktioner av etanol: Oxidationsreaktioner av etanol kräver närvaro av oxidationsmedel.

katalysatorer

Förbränningsreaktioner av etanol: Förbränningsreaktioner av etanol behöver inte katalysatorer.

Oxidationsreaktioner av etanol: Oxidationsreaktioner av etanol kan ske i närvaro av katalysatorer.

Slutprodukter

Förbränningsreaktioner av etanol: Slutprodukterna från oxidationsreaktioner av etanol kan vara CO₂, CO, C och H₂O.

Oxidationsreaktioner av etanol: Slutprodukterna från förbränningsreaktioner av etanol kan vara antingen etanal eller etansyra tillsammans med H₂O.

Energiformer

Förbränningsreaktioner av etanol: Förbränningsreaktioner av etanol kan ge värme och ljus.

Oxidationsreaktioner av etanol: Oxidationsreaktioner av etanol kan inte producera värme och ljus.

Slutsats

Förbränning är också en oxidationsreaktion eftersom slutprodukten av förbränning alltid är en oxiderad art. Vidare innefattar förbränning kombinationen av syre med utgångsmaterialet. Detta indikerar också att förbränning är en oxidationsreaktion. Även om det finns likheter mellan dessa två fenomen, finns det olika egenskaper som gör att vi kan skilja skillnaden mellan förbränning och oxidationsreaktioner av etanol.

referenser:

1. "Oxidation av alkoholer." Chemguide. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 21 juli 2017. 
2. "Förbränning av etanol." ABHSscience. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 21 juli 2017. 
3. "Oxidation of Ethanol." Oxidation of Ethanol: Easy Exam Revision Notes for GSCE Chemistry. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 21 juli 2017. 

Image Courtesy:

"Vattenkylflaskantändning" Av Chocolateoak - Сопствено дело (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
"Oxidation of ethanol" Genom Richtom80 på engelska Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia