De damp van alcoholen is brandbaar, zeker als die verzadigd is. De verbranding geeft een luid geraas (vandaar dat deze proef in het Engels whoosh bottle heet). Vlammen schieten uit het vat. De proef laat zien dat er veel energie vrijkomt bij de verbranding van een zeer kleine hoeveelheid alcohol. Vandaar dat alcoholen bruikbaar zijn als biobrandstof.
De beschrijving van deze demo staat in het boek Showdechemie2.
Links
Gebruik en bereiding van alcoholen als biobrandstof
http://en.wikipedia.org/wiki/Alcohol_fuel
Dit is een uitgebreid overzicht met een groot aantal links.
Aanvullingen en ervaringen met E13 Een vuurspuwend vat
Ervaringen bij het testen
Er zijn bijna 20 PET-flessen ongeschikt geraakt voor hergebruik bij het testen van deze proef en het maken van films daarbij.
Bij de eerste tests is alleen ethanol gebruikt. Het vlamfront was op de film nauwelijks te zien. Bij een donkere achtergrond was het al beter.
Toen kwamen we op het idee om keukenzout op te lossen in ethanol en daardoor het vlamfront beter zichtbaar te maken.
Helaas lost keukenzout slecht op ethanol. Het lost veel beter op in methanol, maar daarbij ging de reactie wel erg snel.
Zo kwamen we dus uit op een oplossing van keukenzout in methanol waaraan dezelfde hoeveelheid ethanol is toegevoegd.
Het artikel van Fortmann et al. (1999) dat we later vonden (zie de bronvermelding), meldt dat een mengsel van 75% methanol met 25% water de beste resultaten geeft. Het artikel noemt ook andere zouten die In plaats van keukenzout kunnen worden gebruikt.
Tester Hans Molendijk heeft de film voor Showdechemie2 gemaakt met een hogesnelheisdcamera (Casio EXF1) op stand STD, dus lage snelheid (30 beeldjes per sec).
Berekening van de volumevergroting in een vat van 15 liter bij volledige verbranding van ethanol
Het Handbook of Chemistry and Physics geeft als explosiegrenzen voor ethanol 3,28% - 18,95% (volume). De dampspanning van ethanol is bij 20 ºC 5,8 kPa (volgens de site www.cdc.gov).
Verder geldt: Vm (20 ºC) = 24,04 dm3 mol-1
po = 1,01·105 Pa
[O2] = 21% (droge lucht)
Avogadro indachtig is het ethanolpercentage (5,8 · 103 Pa/1,01 · 105 Pa) · 100% = 5,74% (ervan uitgaande dat er een verzadigde damp is).
Die waarde ligt binnen de explosiegrenzen.
Het volume van de ethanoldamp is 0,0574 · 15 dm3 = 0,861 dm3.
Er is dan (15 dm3 – 0,861 dm3) · 0,21 = 2,97 dm3 zuurstof, net voldoende voor een volledige verbranding (3 · 0,861 dm3 = 2,584 dm3).
Wat betekent dat voor de volumevergroting? Uit de vergelijking C2H6O(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g) blijkt dat er op molbasis slechts één mol gas extra wordt gevormd.
Bij 20 ºC: (5/4) · 0,861 dm3 = 1,077 dm3 . Bij 800 ºC (1073 K/293 K) · 1,077 dm3 = 3,94 dm3
Alle getallen zijn pas aan het eind afgerond. Formeel moeten ze in 2 significante cijfers.
De gegevens komen uit: CRC (1969), Handbook of Chemistry and Physics, D 80, en van de URL: www.cdc.gov/niosh/ipscndut/ndut0044.html
