Wie löse ich die Aufgabe (Chemie)?
Die Aufgabe lautet:
,,Berechne das notwendig Luftvolumen, um das Propan in einer 5 kg Propangasflasche vollständig zu verbrennen. Welche Masse an Kohlendioxid entsteht dabei?"
Ich hoffe, dass jemand kann mir weiterhelfen, da ich bei dieser Aufgabe echt auf dem Schlauch stehe. Danke im voraus
5 Antworten
> Berechne das notwendig Luftvolumen
Volumen von Gasen ist bekanntlich stark temperaturabhängig.
Überlege, ob in der Aufgabe tatsächlich 0°C gemeint sind, wie die anderen Antworten unterstellen. Oder eher Raumtemperatur.
Mit n = m/M rechnen wir die Masse m = 5 kg in die Stoffmenge n um. Die molare Masse M von Propan ist 3C = 36 g/mol plus 8H = 8 g/mol = 44 g/mol
n = 5000 g/44 g/mol = 113,6 mol
Reaktionsgleichung der Verbrennung:
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
Wir brauchen also pro mol Propan für eine vollständige Verbrennung mindestens 5 mol Sauerstoff. Da wir 113,6 mol Propan haben errechnet sich für die Stoffmenge Sauerstoff:
n_O2 = 5 * n_C3H8 = 5 * 113,6 mol = 568,2 mol
Über das molare Volumen Vm= 22,4 L/mol kann man die Stoffmenge nun in das zugehörige Volumen umrechnen.
V_O2 = 22,4 L/mol * 568,2 mol = 12727 L
Und da der Sauerstoffanteil der Luft 20,95 % ausmacht, teilen wird das Sauerstoffvolumen durch 0,2095 und erhalten für das Luftvolumen:
VLuft= 12727 L/0,2095 = 60751 L ≈ 61 m³
Berechne das notwendig Luftvolumen, um [...] vollständig zu verbrennen.
Weit mehr, als die Berechnungen ergeben. Eine vollständige Verbrennung findet nur im Sauerstoff- bzw. Luftüberschuß statt, ansonsten wird's unvollständig und es entstehen Kohlenmonoxid sowie Ruß.
Hallo Gummigusche3
zunächst mal die Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Propan:
C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Bei der folgenden Berechnung bin ich von 5 kg Propan ausgegangen und nicht von einer Propangasflasche mit 5 kg Masse.
Die molare Masse von Propan C₃H₈ ist 44 g/mol
Deine 5 kg = 5000 g entsprechen dann der Stoffmenge
( 5000 g ) : ( 44 g/mol ) = 113.6 mol
Nach der Reaktionsgleichung wird dafür die 5-fache Stoffmenge an O₂ benötigt.
Die Stoffmenge ist damit: 5 * 113.6 mol = 568 mol O₂
Wendet man jetzt die ideale Gasgleichung an, nach der 1 mol eines idealen Gase unter Normalbedingungen ein Volumen von 22.4 l einnimmt, entsprechen die 568 mol O₂:
568 mol * 22.4 l/mol = 12723.2 l O₂ oder 12.72 m³ O₂
Aus der Reaktionsgleichung folgt weiter, dass aus 1 mol C₃H₈ genau 3 mol CO₂ entstehen, also die 3-fache Stoffmenge.
113.6 mol * 3 = 340.8 mol CO₂
Die molare Masse von CO₂ beträgt 44 g/mol.
Für die 340.8 mol CO₂ gilt dann:
340.8 mol * 44 g/mol = 14995.2 g oder 15 kg CO₂
LG
Da hast du natürlich völlig recht, hab ich glatt überlesen :)))
Aber ich sehe gerade, dass Picus 48 und precursor das berücksichtigt haben und ich mir die eigentlich notwendige Korrektur sparen kann :)
Dafür habe ich in Kompensation vergessen, das CO2 zu berechnen. :-)
Vielen Dank für die ausführliche und die echt super beschriebene Berechnung! :D ...und natürlich auch für die damit verbundene Zeit.
Ich nehme an, dass das so gemeint ist, dass die Füllmenge in der Propangasflasche
5 kg Propan beträgt.
Vollständige Verbrennung Propan :
C3H8 + 5 O2 --> 3 CO2 + 4 H2O
1 Mol Propan (C3H8) wiegt 44,1 Gramm
In 5 kg Propan sind also 5000 / 44.1 ≈ 113 Mol Propan drin. Ich habe hier auf ganze Mol abgerundet !
Um diese 113 Mol Propan zu verbrennen braucht man 113 * 5 = 565 Mol Sauerstoff O2
565 Mol Sauerstoff wiegen 565 Mol * 32 g / Mol = 18080 Gramm
In deiner Aufgabe steht aber nicht Sauerstoff, sondern Luft.
Der Sauerstoffgehalt in der Luft beträgt zirka 21 Volumenprozent.
Jetzt musst du erst mal das molare Volumen von Sauerstoff ausrechnen :
V_mol = 32 [g / mol] / 1,429 [g / l] = 22,4 [l / mol]
Da du aber 565 Mol Sauerstoff brauchst, also :
565 [mol] * 22,4 [l / mol] = 12656 Liter Sauerstoff
Da Sauerstoff aber nur zu zirka 21 Volumenprozent in Luft vorkommt brauchst du also :
(100 / 21) * 12656 Liter = 60267 Liter Luft
Kohlendioxid :
3 * 113 Mol * 44 [g / mol] = 14916 Gramm Kohlendioxid
Vielen Dank nochmal für die sehr ausführliche Antwort! Ist echt gut nachzuvollziehen
Verbrennung an der Luft, pro favor - nicht im reinen Sauerstoff! ;)))