Diferența dintre reacțiile de combustie și oxidare ale etanolului

Diferența principală - Reacțiile de combustie vs. oxidare ale etanolului

Etanolul este un alcool cu ​​formula moleculară C₂H₅OH. Formula chimică a etanolului este CH₃CH₂OH. Etanolul este utilizat drept combustibil deoarece poate fi supus reacțiilor de combustie. Poate fi supus reacțiilor de oxidare pentru a forma formele de aldehidă și formele de acid carboxilic. Principala diferență dintre reacțiile de combustie și oxidare a etanolului este aceea reacțiile de ardere a etanolului produc întotdeauna căldură și lumină, în timp ce reacțiile de oxidare ale etanolului nu produc întotdeauna căldură și lumină.

Domenii cheie acoperite 

1. Care sunt reacțiile de combustie ale etanolului?
      - Definiție, proprietăți, reacții 
2. Care sunt reacțiile de oxidare ale etanolului?
      - Definiție, proprietăți, reacții 
3. Care este diferența dintre reacțiile de combustie și oxidare ale etanolului
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: aldehidă, biocombustibil, dioxid de carbon, monoxid de carbon, acid carboxilic, reacție de combustie, ardere completă, oxidare completă, etanol, benzină, combustie incompletă, oxidare incompletă, reacție de oxidare

Care sunt reacțiile de combustie ale etanolului?

Reacțiile de ardere a etanolului sunt reacțiile care apar când etanolul este ars. Etanolul este un lichid foarte inflamabil care poate fi folosit drept combustibil. Arderea etanolului poate produce căldură și lumină ca energie. Prin urmare, arderea etanolului este o reacție exotermă. Atunci când etanolul este ars în prezența oxigenului molecular (O₂), formează două produse finale. Sunt dioxid de carbon (CO₂) și molecule de apă (H₂O).

Arderea etanolului este indicată de o flacără colorată în albastru. Arderea etanolului este un proces simplu care implică combinația de etanol și oxigen. Arderea etanolului poate avea loc în două moduri.

• Combustie completă
• Incompletă combustie

Figura 01: Flacăra albastră indică arderea completă a etanolului.

Arderea completă are ca rezultat CO₂ si H₂O. Dar arderea incompletă va produce ca un produs monoxid de carbon (CO) sau carbon (C). Combustia incompletă va avea loc când oxigenul este insuficient (O₂).  

Arderea completă a etanolului

             CH₃CH₂OH_(L)  +  3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}   +    3H₂O_(L)

Încălzirea incompletă a etanolului

              CH₃CH₂OH_(L)  +   2O_{2 (g)}      → 2CO_(G)   +    3H₂O_(L)

              CH₃CH₂OH_(L)   +   O_{2 (g)}        → C_(E)   +    3H₂O_(L)

Combustia incompletă conduce deseori la un amestec de gaz monoxid de carbon (CO) și carbon (C).

Căldura produsă de arderea etanolului este utilizată pentru a acționa pistonul motoarelor autovehiculelor. Etanolul poate fi utilizat și ca combustibil pentru rachete. În plus, etanolul poate fi produs ca biocombustibil din biomasa de material vegetal. Prin urmare, etanolul prezintă proprietăți ecologice față de combustibilii fosili.

Etanolul este un aditiv bun pentru benzină. Amestecarea etanolului cu benzina împiedică unele emisii de poluanți atmosferici. Cu toate acestea, când este ars, etanolul produce o flacără care eliberează poluanții.

Ce sunt reacțiile de oxidare ale etanolului

Reacțiile de oxidare ale etanolului sunt reacții chimice care au loc atunci când etanolul este oxidat de agenți de oxidare. Oxidarea etanolului produce o aldehidă numită Ethanal ca primul produs. Acesta poate suferi o oxidare ulterioară pentru a forma forma de acid carboxilic, cunoscută sub numele de acid etanoic.

Figura 2: Oxidarea etanolului

Totuși, oxidarea etanolului poate avea loc, de asemenea, în prezența unui catalizator. Acest catalizator este utilizat pentru a reduce energia de activare a reacției de oxidare. Dacă energia de activare este ridicată, reacția nu va fi inițiată. Oxidarea poate avea loc în două faze:

• Oxidarea completă
• Oxidarea incompletă

Oxidarea completă a etanolului formează acidul etanic ca produs finit. Oxidarea incompletă a etanolului formează produsul final. Ambele oxidări vor produce molecule de apă (H₂O) ca produse secundare.

Oxidarea completă a etanolului

Etanol + Oxigen → Etanal + Apă → Acid etanoic + Apă

CH₃CH₂OH_(L)   +   [O] → CH₃CHO_(L)   +   H₂O_(L)       → CH₃COOH_(L)    +     H₂O_(L)      

Oxidarea completă a etanolului are ca rezultat acidul etanoic la sfârșitul reacției. Dar oxidarea etanolului formează mai întâi Ethanal și apoi Ethanal este oxidat în continuare în acid etanoic.

Oxidarea incompletă a etanolului

  Etanol + Oxigen → Etanal + Apă

CH₃CH₂OH_(L)   +   [O] → CH₃CHO_(L)   +   H₂O_(L)

În ecuația de mai sus, [O] indică oxigenul atomic care provine de la agentul de oxidare. De exemplu, să luăm în considerare dicromatul de sodiu (Na₂Cr₂O₇) a fost utilizat ca agent de oxidare împreună cu acid sulfuric (H.₂ASA DE₄).

CH₃CH₂OH_(L)    +      N / A₂Cr₂O_{7 (aq)}    +   H₂ASA DE_{4 (aq)}      → CH₃CHO_(L)   +   2NaCrO_{4 (aq)}  +   2H₂O_(L)

Oxidarea etanolului necesită fie un catalizator, fie un agent de oxidare pentru a finaliza reacția. Cu toate acestea, oxidarea etanolului nu produce căldură sau lumină ca forme de energie. O altă metodă de oxidare a etanolului este prin catalizatori. Catalizatorul de argint este un astfel de catalizator. Etanolul poate fi oxidat prin trecerea unui amestec de vapori de etanol și aer peste un catalizator de argint la 500 ° C^oC. Se obține etanal ca produs împreună cu apa (H₂O).

Diferența dintre reacțiile de combustie și oxidare ale etanolului

Definiție

Reacțiile de ardere a etanolului: Reacțiile de ardere a etanolului sunt reacțiile care apar când etanolul este ars.

Reacțiile de oxidare ale etanolului: Reacțiile de oxidare ale etanolului sunt reacții chimice care au loc atunci când etanolul este oxidat de agenți de oxidare.

Agenti oxidanti

Reacțiile de ardere a etanolului: Reacțiile de ardere a etanolului nu necesită agenți de oxidare.

Reacțiile de oxidare ale etanolului: Reacțiile de oxidare ale etanolului necesită prezența agenților de oxidare.

catalizatori

Reacțiile de ardere a etanolului: Reacțiile de ardere a etanolului nu necesită catalizatori.

Reacțiile de oxidare ale etanolului: Reacțiile de oxidare ale etanolului pot apărea în prezența catalizatorilor.

Produse finale

Reacțiile de ardere a etanolului: Produsele finale ale reacțiilor de oxidare ale etanolului pot fi CO₂, CO, C și H₂O.

Reacțiile de oxidare ale etanolului: Produsele finale ale reacțiilor de combustie ale etanolului pot fi fie etanal, fie acid etanoic împreună cu H₂O.

Formele de energie

Reacțiile de ardere a etanolului: Reacțiile de ardere a etanolului pot produce căldură și lumină.

Reacțiile de oxidare ale etanolului: Reacțiile de oxidare ale etanolului nu pot produce căldură și lumină.

Concluzie

Combustia este, de asemenea, o reacție de oxidare deoarece produsul final al arderii este întotdeauna o specie oxidată. Mai mult, arderea implică combinarea oxigenului cu materia primă. Acest lucru indică, de asemenea, că arderea este o reacție de oxidare. Deși există asemănări între aceste două fenomene, există proprietăți distincte care ne permit să distingem diferența dintre reacțiile de combustie și oxidare ale etanolului.

Referințe:

1. "Oxidarea alcoolilor". N.p., n.d. Web. Disponibil aici. 21 iulie 2017. 
2. "Arderea etanolului". ABHSscience. N.p., n.d. Web. Disponibil aici. 21 iulie 2017. 
3. "Oxidarea etanolului". Oxidarea etanolului: Note de revizuire a examenului ușor pentru chimia GSCE. N.p., n.d. Web. Disponibil aici. 21 iulie 2017. 

Datorită fotografiei:

"Sticlă de aprindere a răcitorului de apă" de Chocolateoak - Спнело дело (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
"Oxidarea etanolului" Prin Richtom80 la limba engleza Wikipedia (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons