Brennstoffe
- Verbrennung:
- Freisetzung chemischer Energie durch Reaktion mit
Sauerstoff
- Energie wird i.w. als Wärme frei
- Herkunft des Sauerstoffs
- Umgebungsluft
- flüssig in Tanks (z.B. bei Raketen)
- Oxidationsmittel (z.B. bei Sprengstoffen)
- betrachten i.f. nur Luftsauerstoff
- Reaktionsteilnehmer:
- Brennstoffe
- i.w. Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel
(unerwünscht)
- Brennluft
- Sauerstoff (20.95 % Molanteil, 23.14 %
Massenanteil)
- Stickstoff (geringfügig beteiligt →
Stickoxide)
- Rest (Edelgase, etwas CO2 und
Wasser)
- Luftstickstoff =
Stickstoff + Rest
- Verbrennungsgas
- Reaktionsprodukte (CO2, CO,
H2O, SO2)
- Luftstickstoff
- Asche bzw. Schlacke
- unverbrannte Feststoffanteile (Mineralien,
Metalle)
- Brennstoffgruppen:
- gasförmige Brennstoffe
- chemische Zusammensetzung im Detail bekannt
- beschrieben durch die Volumenanteile
- Näherung idealer Gemische: Volumenanteile =
Molanteile yi
- feste und flüssige Brennstoffe
- meistens Gemisch vieler komplizierter
Verbindungen
- statt komplexer Chemie nur pauschale
Elementanalyse
- angegeben als Massenanteile
- Reaktionsgleichungen:
- in der Regel komplexe chemische Prozesse
- vollständige Oxidationsprozesse (freiwerdende
Energie bezogen auf ein Mol)
- C + O2 → CO2 + 393.5
kJ
- H2 + 1/2 O2 →
H2O(flüssig) + 285.8 kJ
- S + O2 → SO2 + 296.9
kJ
- CH4 + 2 O2 →
CO2 + 2 H2O
- unvollständige Prozesse
- brennbare Stoffe bleiben über
- Ursache z.B. Sauerstoffmangel oder schlechte
Durchmischung
- Beispiel: C + 1/2 O2 → CO +
110.5 kJ