Vollständige Verbrennung
Bei der vollständigen Verbrennung (bei ausreichendem Sauerstoff) eines beliebigen Kohlenwasserstoffs entstehen Kohlendioxid und Wasser. Es ist ziemlich wichtig, dass Sie für diese Reaktionen richtig ausgeglichene Gleichungen schreiben können, weil sie oft als Teil von thermochemischen Berechnungen auftauchen. Einige sind einfacher als andere. Bei den Alkanen sind z. B. die mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen etwas schwieriger als die mit einer ungeraden Anzahl!
Beispiel 1: Propanverbrennung
Beim Propan (\(\ce{C3H8}\)) können Sie z. B. die Kohlen- und Wasserstoffe ausgleichen, während Sie die Gleichung aufschreiben. Ihr erster Entwurf wäre:
Das Auszählen der Sauerstoffatome führt direkt zur endgültigen Version:
Beispiel 2: Butanverbrennung
Bei Butan (\(\ce{C4H10}\)) können Sie wieder die Kohlen- und Wasserstoffe ausgleichen, während Sie die Gleichung aufschreiben.
Das Zählen der Sauerstoffatome führt zu einem kleinen Problem – mit 13 auf der rechten Seite. Der einfache Trick ist, dass Sie sich erlauben, „sechseinhalb“ \(\ce{O2}\) Moleküle auf der linken Seite zu haben.
Wenn Sie das stört, verdoppeln Sie alles:
Die Kohlenwasserstoffe werden schwieriger zu entzünden, je größer die Moleküle werden. Das liegt daran, dass die größeren Moleküle nicht so leicht verdampfen – die Reaktion ist viel besser, wenn der Sauerstoff und der Kohlenwasserstoff als Gas gut vermischt sind. Wenn die Flüssigkeit nicht sehr flüchtig ist, können nur die Moleküle an der Oberfläche mit dem Sauerstoff reagieren. Größere Moleküle haben größere Van-der-Waals-Attraktionen, was es ihnen erschwert, sich von ihren Nachbarn zu lösen und zu einem Gas zu werden.
Sofern die Verbrennung vollständig ist, brennen alle Kohlenwasserstoffe mit einer blauen Flamme. Die Verbrennung ist jedoch tendenziell weniger vollständig, wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome in den Molekülen ansteigt. Das heißt, je größer der Kohlenwasserstoff ist, desto wahrscheinlicher ist eine gelbe, rauchige Flamme.