Hoe kan het dat waterstof en vuur een knal geven?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Alleen explosieve mengsels zullen bij ontbranding een knal geven. Dit komt omdat dan de verschillende benodigde stoffen om de explosie te onderhouden in precies de juiste hoeveelheid voorhanden zijn. De verbranding hoeft niet te wachten tot weer de juiste moleculen/atomen langskomen: het wordt allemaal in één klap voltooid. Dat geldt voor vaste stoffen zoals buskruit en dynamiet, maar ook voor explosieve gasmengsels. Een gasmengsel van waterstof en zuurstof wordt explosiever naarmate het de verhouding 2 op 1 dichter nadert. In deze verhouding wordt het dan ook knalgas genoemd. Met vuur erbij explodeert het mengsel. (2xH2 + 1xO2 wordt 2xH2O) Puur waterstofgas brandt in de lucht (slechts 20% zuurstof) minder spectaculair, wel vaak met een typisch fluitend geluid.

Waterstof 'wil' een ding het allerliefste: reageren met zuurstof! Maar bij kamertemperatuur gaat dat niet zo lekker. Ik kopieer even uit de bron: Waterstof reageert met zuurstof tot water, maar de reactie verloopt erg langzaam onder normale temperaturen. Wanneer de reactie wordt versneld met behulp van een katalysator of een elektrische vonk, vindt deze plaats met explosieve snelheid. Je hebt vast wel eens een filmpje gezien van de zeppelin Hindenburg (zie video), die in minder dan 30 seconden totaal verbrandde. Daar hebben we wel wat van geleerd: de huidige blimps (reclamezeppelins) zijn gevuld met helium. Dat is een edelgas, en het reageert dus nergens mee, zelfs niet met zuurstof.

Een knal ontstaat bij een scheikundige reactie doordat er binnen een heel korte tijd het volume heel snel toeneemt. Dit veroorzaakt dan een schokgolf in de lucht - wat wij weer ervaren als een knal. Als je dicht bij de oorsprong staat, zul je de knal ook voelen als een golf lucht. Normaal gesproken is dat omdat er bij de reactie meer (gas)deeltjes ontstaan: die deeltjes nemen allemaal ruimte in, en dus moet het volume toenemen. Dat drukt de andere gassen (de lucht) weg, en dus ontstaat er een schokgolf. Maar bij de reactie tussen waterstof en zuurstof (vuur is geen stof, maar eigenlijk gewoon 'warmte'; de zuurstof zit al in de lucht) lijkt dit niet helemaal te kloppen: je begint met drie gasdeeltjes, en je eindigt met twee! De reactievergelijking is: 2 H2 + O2 --> 2 H2O . De reden dat er toch een knal is, is dat er bij deze reactie heel veel energie vrijkomt in korte tijd, warmte. Deze warmte trekt al heel snel in de moleculen rondom de reactie, en als een gas warmer wordt (algemene gaswet) zet het gas uit. Hierdoor duwt het weer alle andere gassen (de lucht) weg, en ontstaat er een schokgolf: de knal.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100