Reactievergelijkingen

[Mr.Paplu]

Beste mede-pyro's,

Ik open dit topic, voornamelijk omdat ik met een probleempje zit met een reactievergelijking. Ik weet niet of deze klopt. Toen dacht ik, ik vraag het op pyroforum en maak een algemeen topic aan waar mensen vragen kunnen stellen over reactievergelijkingen, waar ze zelf niet uit komen. Als er al een soortgelijk topic is mag deze van mij razendsnel naar de trash-sectie, maar ik kon niets vinden wat in de buurt kwam.

Ik ben bezig met mijn PWS en daar heb ik toen een compositie uit de database op members.pyroforum.nl/gamekeeper als voorbeeld genomen. Het is blue fire composition #3:

Blue fire composition #3
Source: rec.pyrotechnics. Composition from "Magic With Chemistry"[7], chapter "colored fires"
Comments: Dangerous mixture, since it contains sulfur and a chlorate.
Preparation:

Potassium chlorate................................7
Copper(II)sulfide.................................2
Sulfur............................................4

Ik wou hier de reactievergelijking voor maken, voor mijn PWS en ik kwam op het volgende: 2 KClO₃ (s) + CuS (s) + 3 S (s)  K₂S (s) + CuCl₂ (s) + 3 SO₂ (g). Het probleem is dat als ik uit ga rekenen wat dan theoretisch de massa-verhouding zou moeten zijn, ik ongeveer uitkom op de verhouding 5:2:2, maar de database 7:2:4 zegt. De berekening die ik heb gemaakt hiervoor is nog best simpel. 1 mol KClO₃ is 122,6g, 1 mol CuS is 65,61g en 1 mol S is 32,06g. De molverhouding in mijn reactievergelijking is 2:1:3, dus dan is de massaverhouding volgens mijn vergelijking 245,2:95,61:96,18, wat ongeveer gelijk is aan 5:2:2. Mijn vraag is dus: "Waarom kom ik op een andere verhouding uit dan de database zegt?".

PS: Nee, ik ben niet van plan deze compositie te maken, ik weet dat zwavel en kaliumchloraat elkaar niet lief vinden.

[edit] En ja, ik ben veel te laat aan mijn PWS begonnen. :) Edited April 27, 2008 by Mr.Paplu

[Keesthemad]

Omdat theorie en praktijk uit elkaar liggen.

En er hoeft niet altijd volledge verbranding plaats te vinden.

Kees.

[Mr.Paplu]

Dus mijn vergelijking klopt wel, maar omdat niet alle kaliumchloraat en zwavel verbranden, wordt daarvan meer in de compositie gedaan?

[Leander]

Je reactievergelijking klopt niet. 2 KClO3 vervalt in het milieu van een normaal F/O mixje in 2 KCl en 3 O2. Het Chloor-ion blijft dus aan het Kalium-ion vastzitten. Er word dus geen/nauwelijks koperchloride of Kaliumsulfide gevormt, maar voornamelijk KCl, CuO, en SO2/SO3. Nou nog eens rekenen...

Verder klopt het inderdaad dat zulke vergelijkingen in de praktijk behoorlijk afwijken van de theorie. Sommige reacties gaan sneller als er een overmaat zuurstof aanwezig is, maar er zijn ook composities waarbij een overmaat oxidator juist afremt, aangezien er veel energie verloren gaat in het smelten van de oxidator (zoals KNO3), een beetje te vergelijken met 'zweten'. Daarnaast kan zwavel zowel electronen opnemen als afstaan, dus in een onderfuelde compositie met zwavel zal het zelfs als oxidator gaan fungeren! Daar zul je dus in je berekening ook rekening mee moeten houden.

[User1]

En hoe moet je in godsnaam weten op welke temepratuur zich het hele proces afspeeld aangezien zich op verschillende temperaturen tijdens het proces er mogelijk andere producten worden gevormd. Daarbij krijg je misschien ook nog lokaal met "de 4de toestandsaanduiding" te maken.
Ook zou ik nog kunnen beginnen over het gebruik van omgevings gassen en druk.

Het dichtste dat je bij een fatsoenlijke bereking kunt komen is een schatting omdat zich verreweg teveel factoren presenteren.

[miech]

Nou is dus de grap dat bij deze compositie de blauwe vlamkleur voortkomt uit de vorming van CuCl⁺. De kaliumchloraat ontleedt, en er komt daarbij gasvormig kaliumchloride vrij. Het kaliumion reageert vervolgens met wat het maar tegenkomt, waarbij onder andere kaliumchloride, -oxide, -sulfide, -bisulfiet, -sulfaat en -hydroxide ontstaan.

Er zal een vrij ingewikkelde reactie optreden als je deze stoffen samen verbrandt, en een netto reactievergelijking kun je daarom pas geven na analyse van de reactieproducten. Omdat de reactieproducten echter sterk afhankelijk zijn van omgevingsfactoren, heb je hier alleen helemaal niets aan.

[Mr.Paplu]

Jullie moeten les gaan geven!

Deze reactievergelijking was het enige wat ik kon verzinnen bij de verbranding van deze compositie. Ik heb deze compo gewoon als voorbeeld genomen voor mijn PWS, en ik wil ook niet ingaan op omgevingsfactoren in mijn vergelijking. Het gaat me gewoon vooral om de theorie, en dan misschien nog met een experiment kijken hoe dicht ik bij de praktijk in de buurt zit, maar ik vond het verschil waar ik op uitkwam wel erg groot. Ik heb een beetje gepuzzeld, ik post dit nu wel, maar ik ga morgen pas verder rekenen want ik ben moe. Ik heb 2 mogelijke vergelijkingen bedacht. 2KClO₃ + CuS + S --> 2 KCl + CuO + SO₂ + SO₃ en 2 KClO₃ + 2 CuS + S --> 2 CuCl + K₂S + SO₂ + SO₃. Nu maar hopen dat het meer bij de werkelijkheid in de buurt komt. Ik denk dat ik heel veel kan met de tips die jullie me hebben gegeven, bedankt!

PS. Wel grappig trouwens, ik doe eigenlijk helemaal niks meer aan pyro, maar nu maak ik mijn PWS over vuurwerk (zou het eerst alleen over vlamkleuring doen, maar lukte me niet om een PWS mee vol te lullen) en nu heb ik er weer helemaal zin in!

[edit] 3 KClO₃ + CuS + 4 S --> 2 KCl + CuCl + K₂S + 3 SO₂ + SO₃... Deze komt het dichts bij de praktijk verhouding.

Edited April 28, 2008 by Mr.Paplu

[D.L.]

Volgens mij klopt hier niks van. Je kan het wel theoretisch gaan uitdoktoren mar ik weet 100% zeker dat er veel meer reactieproducten ontstaan. Alleen kun je niet verklaren welke en niet in welke hoeveelheid.