Calorische waarde ethylene vs polyethylene.

[Terror]

Ik ben voor mijn studie bezig met een aantal analyses waarin de calorische waarde (verbrandings energie) nodig heb voor ethylene en polyethylene.

Nu heb ik voor ethylene een waarde van 47 GJ / ton gevonden en voor polyethylene (PE) een waarden van 42 GJ / ton. Hier kan ik prima mee rekenen, dus problem solved zou je zeggen. Ik vraag me alleen af waarom dit verschil er is.

Feiltelijk wordt er een dubbelle binding voor 2 enkele binding ingeruild.

ethylene: H₂C=CH₂
en
PE: -[H₂C-CH₂]-

Op basis van de bindings energie van C=C (611 kj/mol) en C-C (~340 kj/ mol) verwacht ik dan echter dat de calorische waarde van PE groter moet zijn dan die van ethylene (2x 340 > 611).

Ik vroeg af hoe dit verschil verklaard kan worden. Het enige wat ik me kan bedenken is dat de ruimtelijke structuur van een polymeer hier een rol speelt waardoor de bindings energie tussen c-c lager wordt.

Ben benieuwd wat jullie er van denken.

[Ruudjewee]

Ik ben niet verder dan VWO scheikunde, maar volgens mij moet je de verbrandingsreacties van de twee stoffen analyseren. Welke verbindingen worden gebroken en gemaakt tijdens deze reactie?

[Samopsa]

Ik geloof inderdaad dat de structuur de oorzaak is. Zover ik me kan herinneren is de energie nodig om een enkele binding te breken van een polymeer lager, omdat er 2 grote, stabiele moleculen overblijven. Bij het thermisch verbreken van een binding ontstaat een radicaal, en die is stabieler als hij het "uit kan smeren" over een groot molecuul. Als Ethylene wordt gebroken onstaat een zeer instabiel CH2 radicaal, wat energetisch ongustig is.

[Vlabakje90]

Misschien komt het verschil van verbrandingsenergie uit het verschil in dichtheid tussen de twee stoffen. Wellicht, en hoogst waarschijnlijk, is ethyleen van een lagere dichtheid dan polyethyleen.

Bekijk de verbrandingsenergie per mol eens, misschien blijkt dat je dan gelijk hebt.

/edit:

Met hieronder

[ Voor 97% gewijzigd door Vlabakje90 op 05-10-2009 00:38 ]

[Osiris]

Vlabakje90 schreef op maandag 05 oktober 2009 @ 00:23:
Misschien komt het verschil van verbrandingsenergie uit het verschil in dichtheid tussen de twee stoffen. Wellicht, en hoogst waarschijnlijk, is ethyleen van een lagere dichtheid dan polyethyleen.

Wat heeft dichtheid hier mee te maken? Dichtheid is het verband tussen volume en massa. Er wordt nergens gerept over een volume, maar slechts over massa, dus dichtheid lijkt me verre van relevant.

[Verwijderd]

Misschien voor de hand liggend maar:

Hogere bindings energie => lagere verbrandings energie!

(Voor de verbranding moeten de verbindingen in de brandstof verbroken worden, dat kost de bindings energie. Het process levert uiteindelijk energie op omdat de bindings energie van de producten uiteindelijk hoger is.)

[MSalters]

De vorming van PE uit E is inderdaad exotherm om die reden: