4. Verbranding van (fossiele) brandstoffen

Samenvatting voor NaSk 2 - Verbranding van (fossiele) brandstoffen

Fossiele brandstoffen

Fossiele brandstoffen zijn energierijke grondstoffen die over miljoenen jaren gevormd zijn vanuit organisch materiaal, dus dode dieren, bladeren en uitwerpselen. De belangrijkste fossiele brandstoffen die we moeten kennen zijn steenkool, cokes, aardolie, aardgas en benzine. Bij de verbranding van fossiele brandstoffen komt veel energie vrij, en dit kunnen we gebruiken om bijvoorbeeld een huis te verwarmen of een auto te laten rijden. 

Steenkool

Steenkool is een donkere, harde en brandbare steensoort die voornamelijk wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken en om te verwarmen. Steenkool wordt gewonnen uit mijnen en bestaat voornamelijk uit koolstof. Vanuit steenkool kan vervolgens cokes gemaakt worden, wat een zuiverdere brandstof is. 

Dit gebeurt door steenkool te verhitten in afwezigheid van zuurstof. De resulterende cokes kan heel snel verbranden, waarbij veel hitte vrij komt. Cokes wordt voornamelijk gebruikt als brandstof voor de productie van staal.

Aardolie

Aardolie, ook wel bekend als ruwe olie, is een fossiele brandstof die wordt gewonnen uit ondergrondse olievelden onder de zee. Het is een dikke, donkere vloeistof die bestaat uit een mengsel van verschillende koolwaterstoffen. Koolwaterstoffen zijn simpelweg stoffen die bestaan uit koolstof en waterstofatomen.

Aardolie is dus een mengsel van koolwaterstoffen dat is ontstaan uit organisch materiaal, zoals plankton en algen, die miljoenen jaren geleden op de zeebodem terechtkwamen en onder hoge druk en temperatuur werden omgezet in aardolie. Vanuit deze aardolie kan vervolgens benzine worden gemaakt. 

Door de aardolie te verhitten kunnen er namelijk bepaalde koolwaterstoffen uit de aardolie gescheiden worden, en dat is dan de benzine. Benzine wordt voornamelijk gebruikt als brandstof voor voertuigen. Het is een vluchtige vloeistof die snel verdampt en erg ontvlambaar is.

Aardgas

Aardgas is een fossiele brandstof die ook weer bestaat uit koolwaterstoffen, en dan voornamelijk uit methaan, dat is de kleinste koolwaterstof die er is. Het wordt gewonnen uit ondergrondse gasvelden en wordt gebruikt als brandstof voor verwarming en als grondstof voor de productie van chemicaliën.

Effecten van fossiele brandstoffen

Hoewel fossiele brandstoffen belangrijke energiebronnen zijn, hebben ze ook negatieve effecten op het milieu. Bij verbranding van deze brandstoffen komt er namelijk CO2 vrij, wat bijdraagt aan het broeikaseffect en klimaatverandering. 

Daarnaast kan het winnen van fossiele brandstoffen schade toebrengen aan het milieu en kan het leiden tot vervuiling van lucht, water en bodem. Daarom wordt er steeds meer gekeken naar alternatieve, duurzame energiebronnen, zoals zonne-energie, windenergie en waterkracht. Deze energiebronnen stoten geen CO2 uit en hebben geen negatieve impact op het milieu.

Volledige en onvolledige verbranding

We weten ondertussen dat brandstoffen kunnen verbranden. Maar, het is ook belangrijk om te begrijpen wat het verschil is tussen een volledige verbranding en een onvolledige verbranding. Bij een volledige verbranding hebben we vóór de verbranding een brandstof en zuurstof, en ná de verbranding blijft er dan koolstofdioxide, CO2, en water, H2O, over. 

In hele grote hoeveelheden is koolstofdioxide niet goed voor het milieu en de gezondheid van mensen, maar tot op zekere hoogte is CO2 in de lucht normaal en zelfs nodig voor leven op aarde. Een volledige verbranding waarbij CO2 en water vrijkomen, is dus in principe niet problematisch. 

Een onvolledige verbranding daarentegen is een ander verhaal. Bij een onvolledige verbranding is er te weinig zuurstof aanwezig voor een volledige verbranding. Hierdoor zal er bij de verbranding naast water geen koolstofdioxide vrijkomt, maar koolstofmonoxide en roet. 

Koolstofdioxide is erg giftig. Mensen kunnen zelfs overlijden door een koolstofmonoxidevergiftiging, al moet er dan wel veel koolstofmonoxide aanwezig zijn. Bij een volledige verbranding is de vlam meestal blauwig van kleur en is er weinig tot geen rookvorming, terwijl een onvolledige verbranding te herkennen is aan vlam met een gele of oranje kleur, waarbij veel rookvorming kan ontstaan.