Hat Methan nur 20% Kohlenstoff?
Hat Methan nur 20% Kohlenstoff und 80% Wasserstoff?
Und DIesel hat ca. 85% Kohlenstoff und ca. 12% Wasserstoff?
3 Antworten
Energiedichte hängt weder von den Masseprozenten noch vom "Platz" ab, den C und H einnehmen. Bei gleicher Dichte dann eher doch vom Teilchenverhältnis Wasserstoff zu Kohlenstoff (4:1 bei Methan); bei Diesel nur grob 2:1.
Die Energiedichte bei auf 200bar komprimiertem Erdgas (ähnlich "flüssig" wie Diesel) ist deshalb höher, weil hier dann 80% Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser reagiert (gegenüber 67% bei Diesel) und mehr Energie ergibt als die Kohlenstoffatome, die zu CO2 reagieren.
Wie man's nimmt. Der atomare Anteil von C in CH4 ist 20 %.
Wenn man jedoch nach dem Gewicht geht, C hat eine molare Masse von 12 g/mol, H von 1, dann hat CH4 eine Masse von 16 g/mol, wovon drei Viertel, also 75 % Kohlenstoff sind.
Diesel setzt sich zusammen aus langkettigeren Molekülen der Alkane. Das heißt, viele C-Atome binden an zwei H-Atome und zwei andere C-Atome. So eine "Einheitszelle", also ein C und zwei Hs hat eine Masse von 14 g/mol, wovon C knapp 86 % einnimmt. Nur am vorderen und hinteren Ende der Alkankette bindet das C an ein weiteres H, d.h. die Enden bestehen aus 1 C und 3 H, d.h. 15 g/mol und dementsprechend nimmt C 80 % der Masse ein. Daher hat C in langkettigen Alkanen einen Massenanteil von 80 - 86 Prozent. Auch der atomare Anteil von C in einer H[CH2]nH Kette steigt von den ursprünglichen 20 % auf annähernd 1/3
Methan hat der Atomanzahl nach 20 % Kohlenstoff und 80 % Wasserstoff. Die Formel ist ja CH₄. Der Masse nach beträgt des Anteil Kohlenstoff 75 %, der von Wasserstoff 25 %. Immerhin hat ein Kohlenstoffatom die 12fache Masse.
So gesehen ist Diesel schon kohlenstoffreicher, aber nicht so extrem.
Vom Platz her ist es irgendwo dazwischen. Ein Kohlenstoffatom ist größer, aber nicht 12mal so groß. Platz als Volumen gemeint.
Man kann einem Atom auch nicht exakt ein bestimmtes Volumen zuordnen, schon daran erkennbar, dass Diamant und Graphit beide reiner Kohlenstoff sind, aber eine deutlich verschiedene Dichte haben.
Zur Dichte von Wasserstoff und Methan bei 200 bar hattest du doch schon eine Frage gestellt. In Gasen gelten ganz andere Regeln, die bestehen bei nicht zu hohen Drücken hauptsächlich aus leerem Raum.
Ok und nimmt Wasserstoff 25% Platz weg oder 80%? Also ist die Energiedichte bei 200bar erdgas deshalb deutlich geringer als Kerosin weil der Wasserstoff 80% des Platzes wegnimmt?