Springen naar inhoud

Reactiewarmte?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Brilman

    Brilman


  • >25 berichten
  • 66 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 oktober 2008 - 14:43

Als je ammoniumchloride (salmiak), ammonium nitraat en zinkpoeder droog mengt, gebeurd er niets. Maar zodra er ook maar 1 druppel water bij komt, ontbrand het vanzelf.
Kan iemand mij uitleggen waarom? Ik ben zelf al een tijdje aan het denken, maar het enige wat ik me kan bedenken is een koudmakend mengsel 8-[ . De ammoniumzouten zorgen namelijk bij oplossen voor een temperatuursdaling. Ook weet ik dat zink een sterke reductor is.

Hoe werkt deze reactie, en waar komt de ontbrandings warmte vandaan?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 oktober 2008 - 15:45

Nitraat is een sterke oxidator, kun je nu het plaatje compleet maken? :)

#3

Brilman

    Brilman


  • >25 berichten
  • 66 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 oktober 2008 - 19:35

Sorry, ik zie hem nog steeds niet. Wat doet de ammoniumchloride dan in de reactie??

ZOnder ammoniumchloride gebeurt er namelijk helemaal niets. En dat betekend dus dat het geen gewone redox-reactie is...

Of ben ik nu te moeilijk aan het denken?

#4

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 oktober 2008 - 21:38

Misschien een katalysator?

#5

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 oktober 2008 - 22:20

Wat is "ontbrandingswarmte"?

De zouten lossen op in het water. Daardoor is er een veel beter contact tussen de stoffen dan in droge vorm. De reactievergelijking en het mechanisme kan ik ook niet zo oplepelen.

#6

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 oktober 2008 - 23:39

De energie komt van het nitraat, dat het zink oxideert. Dus dat aspect is wel te verklaren. De ammoniumchloride speelt inderdaad een belangrijke rol, maar alleen in het aansteekproces. Je zou met een klein beetje mix van ammoniumnitraat, zink, ammoniumchloride en water een grotere hoop met alleen ammoniumnitraat en zink kunnen aansteken.

Ik denk dat het chloride ion middels complex-vorming de reactie gemakkelijker kan laten verlopen. Zelf heb ik bij toeval een dergelijk verschijnsel gevonden met koper(II)ionen en aluminium.

Koper(II)sulfaat-oplossing kun je over aluminiumfolie schenken en dan gebeurt er niets. Voeg je echter een beetje keukenzout toe, dan krijg je ineens een heel heftige exotherme reactie. Probeer maar eens een los propje Al-folie in een ml geconcentreerde kopersulfaat oplossing. Er gebeurt helemaal niets. Gooi er een spateltje zout bij en dan gaat ie direct los en heel heftig met veel warmte ontwikkeling! Omgekeerd, aluminiumfolie in een oplossing van zout doet ook niets.
Aluminium reageert wel heel fel met een oplossing van koper(II)chloride.

http://exps.homescie...u al/index.html

#7

Brilman

    Brilman


  • >25 berichten
  • 66 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2008 - 15:10

Ik ben er deels uit.

Zink reageer in zuur milieu met water. Dit zure milieu word veroorzaakt door ammoniumchloride. Vervolgens reageerd (vermoedelijk) zinkoxide met ammoniumnitraat, en door de vrijgekomen warmte ontbrand zink met ammoniumnitraat. Ammoniumchloride zal tijdens de verbranding geheel ontleden, en het chloor word verbrand, getuige de groenige vlam.

Deze uitleg heb ik van één van de docenten in mijn sectie gekregen. Al was ik er op dat moment niet geheel bij, ik was ook nog met iets nadners bezig waar ik mijn kop bij moest houden.
Als ik ergens iets fout doe, graag corrigeren.

#8

Tsjerk

    Tsjerk


  • >100 berichten
  • 216 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2008 - 17:31

Chloor geeft geen groene vlam bij verbranding hoor, meer waarschijnlijk is het dat de combinatie zink met chloride de groene vlam geeft. Google maar eens op chloordonors.

Ammoniumchloride ontleed trouwens zowieso niet tot chloor, maar tot HCl en NH3. In combinatie met je hete nitraat kan ik me ook nog wel wat chlooroxides voorstellen.

#9

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2008 - 20:56

Nog steeds is de rol van ammoniumchloride in dat verhaal niet duidelijk. Ammoniumnitraat is net zo zuur als ammoniumchloride, dus volgens die verklaring zou het ook met alleen ammoniumnitraat moeten kunnen.

Zelf denk ik echt dat de werkelijke verklaring gezocht moet worden in dat het chloride ion de redox-potentiaal voor oxidatie van zink verandert (gemakkelijker oxideerbaar maakt). Dit verschijnsel is bekend van andere metalen.

Zo is goud zeer edel, maar in een oplossing van een cyanide is goud oplosbaar bij aanwezigheid van een oxidator. Zelfs de zuurstof uit de lucht kan dan het goud gemakkelijk oxideren. Hier is de rol van de cyanide ionen dat ze een complex vormen met het geoxideerde goud.

#10

jhullaert

    jhullaert


  • >1k berichten
  • 2337 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 oktober 2008 - 21:00

Ik heb vandaag hetzelfde expirement met geconcentreerde nikkelsulfaat oplossing aluminium en keukenzout geprobeerd maar ik kreeg geen reactie.

Word het Nikkelchloride complex niet gevormd? of is de concentratie nikkelsulfaat te laag? of is er iets anders waarom het met nikkelsulfaat niet gaat?

#11

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 oktober 2008 - 21:05

Nee, het gaat niet met nikkel-ionen. Sterer nog, ik heb dit experiment uiteraard zelf ook al gedaan met verschillende ionen (alle eerste rij transitie metalen behalve scandium) en het enige waar het mee werkt is met koper.

Dus, koper(II) ionen + chloride + aluminium metaal geeft een heftige reactie. Met de andere metalen uit de eerste rij transitiemetalen gebeurt er (vrijwel) niets. Ik meende te zien dat met cobalt(II) ionen ook iets gebeurt, maar echt overtuigend is het niet.

Ik heb ook nog met het anion geexperimenteerd en het blijkt dat het ook wil met bromide als anion. Neem bijv. kopersulfaat en aluminium en doe daar een beetje water bij. Dan gebeurt er dus niets, behalve dan dat kopersulfaat oplost. Voeg vervolgens vast KBr of NaBr toe en als je dat doet, dan gaat de reactie flink los, net als met NaCl of KCl! Met andere anionen, die geen neerslag geven met koper(II) ionen en die daar niet mee reageren gebeurt ook niets (bijv. chloraat, nitraat, perchloraat, sulfaat). Veel andere bekende anionen kunnen niet worden getest omdat ze of een neerslagreactie aangaan met koper (bijv. sulfide, carbonaat, boraat, jodaat, perjodaat) of een redoxreactie (bijv. sulfiet, jodide) of een coordinatiereactie (bijv. nitriet). Dus, die reactie tussen koper(II), aluminium en chloride/bromide is best wel uniek.

#12

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 oktober 2008 - 13:08

De feiten zijn duidelijk. We moeten kijken naar de anionen die in kontakt komen met de oxydelaag op het metaal.
We zien uit de beschreven reakties dat deze snel kunnen verlopen als de metalen zink en aluminium niet door hun oxydelaag worden afgeschermd. Vooral bij aluminium zijn de verschillen groot.
De anionen chloride, bromide en het (niet genoemde) fluoride reageren met het gehydrateerde aluminiumoxyde zodat het metaal niet meer afgeschermd is. Daardoor kan het aluminium heel snel reageren met de oxyderende koperionen.
Maar er zijn ook anionen die een stabiliserende of conserverende invloed op het aluminiumoxyde hebben. Dat zijn vooral boraat- en citraat ionen en, in wat mindere mate, de oxalaat en sulfaat ionen. Misschien ook de fosfaationen.
Voor zink is het onderscheid tussen agressieve en beschermende anionen minder duidelijk. De oxydelaag op zink is nu eenmaal veel minder beschermend dan die op aluminium en de anioneffekten zijn daardoor ook wat minder duidelijk.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#13

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 oktober 2008 - 20:59

Hzeil, toch mis ik nog iets in jouw verhaal. Die reactie tussen aluminium, koper en chloride (of bromide) is heel specifiek. Als chloride ionen de oxidelaag zouden oplossen, dan zou aluminium toch ook heel snel moeten reageren met andere oxiderende metaalionen in aanwezigheid van chloride? Zo is bijv. Fe3+ nog sterker oxiderend, maar daarmee treedt niet die felle reactie op.

Volgens jouw verhaal zou aluminium ook onmiddelijk heftig moeten reageren met zoutzuur. Dat is echter niet het geval. Het reageert wel fel daarmee, maar het duurt best wel lang voordat de reactie op gang komt. De oxidelaag lost dus wel op, maar heel langzaam. Zit er in dat zoutzuur echter een weinig koper(II), dan reageert aluminiummetaal ONMIDDELIJK en zeer heftig.

Doe het experiment maar eens:
1) Voeg Al-folie toe aan 20% HCl. Initieel gebeurt er niets. Na enige tijd heb je toch best een heftige reactie, maar het komt erg langzaam op gang. Als het een beetje koud is, dan kan het zijn dat het helemaal niet op gang komt (of mijn geduld was niet groot genoeg :P ).
2) Voeg Al-folie toe aan 20% HCl waar een klein beetje kopersulfaat in is opgelost (of een ander koperzout). Zodra het aluminium in contact komt met het zuur treedt een zeer heftige exotherme reactie op (pas op met dit tweede experiment, de reactie is echt heel heftig en er komt veel warmte vrij).

Hoe verklaar je bovenstaande observaties?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures