Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:12 • sest 21:41 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:00 • Sest 00:00 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:09 • Síðdegis: 20:27 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:12 • Síðdegis: 14:14 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Efnafræði

Hvað er kósangas og hvernig brennur það?

Ágúst Kvaran

Upphaflega spurningin var á þessa leið:

Hvernig er samsetning, uppruni og eðlismassi kósangass? Hvaða gastegundir myndast við bruna þess? Eru þær léttari eða þyngri en andrúmsloftið?

Kósangas er öðru nafni nefnt própangas og er ýmist unnið úr jarðolíu eða með efnabreytingu á skyldu efni sem nefnist propene. Í gasinu eru sameindir með 3 kolefnisatómum (C) og 8 vetnisatómum (H) og er það því auðkennt með efnaformúlunni C3H8(g). Við sýnum hér líkanmynd af sameindinni. Einkennisbókstafurinn g táknar form eða ham efnisins, sem er gas. Eins og nafnið bendir til er efnið á loftkenndu formi við eðlilegar kringumstæður (staðalaðstæður, 25°C og 1 loftþyngdar þrýsting). Eðlismassi kósangass er um 1,9 grömm á lítra (g/l) við staðalskilyrði og er það því þyngra en loft, sem hefur eðlismassa um það bil 1,3 g/l við sömu aðstæður.

Bruni kósangass felst í því að sameindir efnisins (C3H8(g)) ganga í efnasamband við súrefni andrúmsloftsins (O2(g)). Þegar bruninn verður þar sem gnægð er af súrefni í loftinu, eins og til dæmis utan dyra eða í vel loftræstu herbergi, rofna sameindir gassins og tengjast súrefnisatómum með þeim hætti að annars vegar myndast vatnssameindir sem þéttast og mynda vatn á vökvaformi, til dæmis sem vatnsdropa (H2O(l)), og hins vegar koltvíildi eða koltvíoxíð á gasformi (CO2(g)). Einkennisbókstafurinn l táknar að vatnið er í vökvaham og stendur fyrir upphafsstafinn í enska heitinu liquid. Þetta má tákna með eftirfarandi hætti:

C3H8(g) + 5 O2(g) -> 4H2O(l) + 3CO2(g)

Fyrir hverja eina sameind af kósangasinu þarf að jafnaði 5 sameindir súrefnis.

Ef súrefnisframboðið er hins vegar minna, til dæmis í lokuðu rými, getur átt sér stað „takmarkaður bruni” sem felst í því að í stað CO2(g) myndast koleinildi eða kolmónoxíð á gasformi CO(g). Þetta má tákna með eftirfarandi hætti:

C3H8(g) + 3,5O2(g) -> 4H2O(l) + 3CO(g)

Fyrir hverja eina sameind af kósangasinu nýtast einungis 3,5 súrefnissameindir að jafnaði. Ef veruleg takmörkun er á súrefnisframboði getur átt sér stað enn „takmarkaðri bruni”. Þá myndast hreint kolefni sem sest til sem svart fast efni (C(s)), sem við þekkjum sem sót. Þá er talað um að gasið sóti, líkt og þegar kerti sótar. Einkennisbókstafurinn s táknar fast form kolefnisins og stendur fyrir upphafsstafinn í enska heitinu solid. Þetta má tákna með eftirfarandi hætti:

C3H8(g) + 2O2(g) -> 4H2O(l) + 3C(s)

Fyrir hverja eina sameind af kósangasinu nýtast hér einungis 2 súrefnissameindir að jafnaði. Af þessu má sjá að tvær gastegundir geta myndast við bruna kósangass, koltvíildi (CO2(g)) sem myndast við mikið súrefnisframboð og koleinildi (CO(g)) sem myndast við takmarkað súrefnisframboð.

Koltvíildi er fyrir í andrúmsloftinu í litlu magni (dæmigert um 0,03%) og gegnir mikilvægu hlutverki í lífkerfi jarðarinnar. Það efni, ásamt vatni, er meginmyndefni öndunar og efnaniðurbrots lífvera og myndast meðal annars í fráöndun okkar mannanna. Koleinildi er hins vegar hættulegt lífríkinu, meðal annars vegna þess eiginleika sameindanna að geta bundist burðarsameindum súrefnis í blóði, hemóglóbínsameindunum. Koleinildissameindir geta bundist á þeim stað hemoglóbínsameindanna þar sem súrefnið á og þarf að bindast til að viðhalda eðlilegri öndun. Þannig geta CO sameindir hindrað öndun hjá lífverum og leitt til köfnunar og dauða.


Koltvíildi (CO2(g)) hefur eðlisþyngd um 1,9 grömm per líter og er því þyngra en loft (1,3 grömm per líter), en koleinildi (CO(g)) hefur svipaða eðlisþyngd og loft (1,3 g/l). Koltvíildi getur verið hættulegt mönnum þó að það sé ekki eins bráðdrepandi og koleinildi. Vegna eðlismassans getur það til dæmis safnast fyrir í námugöngum og í kjöllurum eða lægðum í landslaginu í eldgosum og ýtt súrefni burt þannig að menn og dýr ná ekki að anda. Koltvíildi sem myndast við bruna á gasi í lokuðu herbergi getur hins vegar varla orðið mönnum að bana vegna þess að koleinildi fer að myndast vegna súrefnisskorts áður en menn kafna beinlínis úr honum.

Heimildir:

1. Molecules eftir P.W. Atkins, Scientific American Library, (1987)

2. The Penguin Dictionary of Chemistry, D.W.A. Sharp, Penguin Books, (1983)

3. Handbook of Chemistry and Physics, 63. útgáfa, 1982-1983.

Sjá einnig svar Águsts Kvaran við spurningunni „Hvað er kertalogi?"

Höfundur

Ágúst Kvaran

Ágúst Kvaran

prófessor emeritus í eðlisefnafræði við HÍ

Útgáfudagur

3.9.2001

Spyrjandi

Axel Sölvason

Efnisorð

Tilvísun

Ágúst Kvaran. „Hvað er kósangas og hvernig brennur það?“ Vísindavefurinn, 3. september 2001. Sótt 27. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=1856.

Ágúst Kvaran. (2001, 3. september). Hvað er kósangas og hvernig brennur það? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=1856

Ágúst Kvaran. „Hvað er kósangas og hvernig brennur það?“ Vísindavefurinn. 3. sep. 2001. Vefsíða. 27. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=1856>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er kósangas og hvernig brennur það?
Upphaflega spurningin var á þessa leið:

Hvernig er samsetning, uppruni og eðlismassi kósangass? Hvaða gastegundir myndast við bruna þess? Eru þær léttari eða þyngri en andrúmsloftið?

Kósangas er öðru nafni nefnt própangas og er ýmist unnið úr jarðolíu eða með efnabreytingu á skyldu efni sem nefnist propene. Í gasinu eru sameindir með 3 kolefnisatómum (C) og 8 vetnisatómum (H) og er það því auðkennt með efnaformúlunni C3H8(g). Við sýnum hér líkanmynd af sameindinni. Einkennisbókstafurinn g táknar form eða ham efnisins, sem er gas. Eins og nafnið bendir til er efnið á loftkenndu formi við eðlilegar kringumstæður (staðalaðstæður, 25°C og 1 loftþyngdar þrýsting). Eðlismassi kósangass er um 1,9 grömm á lítra (g/l) við staðalskilyrði og er það því þyngra en loft, sem hefur eðlismassa um það bil 1,3 g/l við sömu aðstæður.

Bruni kósangass felst í því að sameindir efnisins (C3H8(g)) ganga í efnasamband við súrefni andrúmsloftsins (O2(g)). Þegar bruninn verður þar sem gnægð er af súrefni í loftinu, eins og til dæmis utan dyra eða í vel loftræstu herbergi, rofna sameindir gassins og tengjast súrefnisatómum með þeim hætti að annars vegar myndast vatnssameindir sem þéttast og mynda vatn á vökvaformi, til dæmis sem vatnsdropa (H2O(l)), og hins vegar koltvíildi eða koltvíoxíð á gasformi (CO2(g)). Einkennisbókstafurinn l táknar að vatnið er í vökvaham og stendur fyrir upphafsstafinn í enska heitinu liquid. Þetta má tákna með eftirfarandi hætti:

C3H8(g) + 5 O2(g) -> 4H2O(l) + 3CO2(g)

Fyrir hverja eina sameind af kósangasinu þarf að jafnaði 5 sameindir súrefnis.

Ef súrefnisframboðið er hins vegar minna, til dæmis í lokuðu rými, getur átt sér stað „takmarkaður bruni” sem felst í því að í stað CO2(g) myndast koleinildi eða kolmónoxíð á gasformi CO(g). Þetta má tákna með eftirfarandi hætti:

C3H8(g) + 3,5O2(g) -> 4H2O(l) + 3CO(g)

Fyrir hverja eina sameind af kósangasinu nýtast einungis 3,5 súrefnissameindir að jafnaði. Ef veruleg takmörkun er á súrefnisframboði getur átt sér stað enn „takmarkaðri bruni”. Þá myndast hreint kolefni sem sest til sem svart fast efni (C(s)), sem við þekkjum sem sót. Þá er talað um að gasið sóti, líkt og þegar kerti sótar. Einkennisbókstafurinn s táknar fast form kolefnisins og stendur fyrir upphafsstafinn í enska heitinu solid. Þetta má tákna með eftirfarandi hætti:

C3H8(g) + 2O2(g) -> 4H2O(l) + 3C(s)

Fyrir hverja eina sameind af kósangasinu nýtast hér einungis 2 súrefnissameindir að jafnaði. Af þessu má sjá að tvær gastegundir geta myndast við bruna kósangass, koltvíildi (CO2(g)) sem myndast við mikið súrefnisframboð og koleinildi (CO(g)) sem myndast við takmarkað súrefnisframboð.

Koltvíildi er fyrir í andrúmsloftinu í litlu magni (dæmigert um 0,03%) og gegnir mikilvægu hlutverki í lífkerfi jarðarinnar. Það efni, ásamt vatni, er meginmyndefni öndunar og efnaniðurbrots lífvera og myndast meðal annars í fráöndun okkar mannanna. Koleinildi er hins vegar hættulegt lífríkinu, meðal annars vegna þess eiginleika sameindanna að geta bundist burðarsameindum súrefnis í blóði, hemóglóbínsameindunum. Koleinildissameindir geta bundist á þeim stað hemoglóbínsameindanna þar sem súrefnið á og þarf að bindast til að viðhalda eðlilegri öndun. Þannig geta CO sameindir hindrað öndun hjá lífverum og leitt til köfnunar og dauða.


Koltvíildi (CO2(g)) hefur eðlisþyngd um 1,9 grömm per líter og er því þyngra en loft (1,3 grömm per líter), en koleinildi (CO(g)) hefur svipaða eðlisþyngd og loft (1,3 g/l). Koltvíildi getur verið hættulegt mönnum þó að það sé ekki eins bráðdrepandi og koleinildi. Vegna eðlismassans getur það til dæmis safnast fyrir í námugöngum og í kjöllurum eða lægðum í landslaginu í eldgosum og ýtt súrefni burt þannig að menn og dýr ná ekki að anda. Koltvíildi sem myndast við bruna á gasi í lokuðu herbergi getur hins vegar varla orðið mönnum að bana vegna þess að koleinildi fer að myndast vegna súrefnisskorts áður en menn kafna beinlínis úr honum.

Heimildir:

1. Molecules eftir P.W. Atkins, Scientific American Library, (1987)

2. The Penguin Dictionary of Chemistry, D.W.A. Sharp, Penguin Books, (1983)

3. Handbook of Chemistry and Physics, 63. útgáfa, 1982-1983.

Sjá einnig svar Águsts Kvaran við spurningunni „Hvað er kertalogi?"...