Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Verbrennung von Kohlenstoffmonoxid bei erhöhter Temperatur – Berechnung (Übungsvideo)

Herzlich willkommen liebe Freundinnen und Freunde der Chemie. Ich begrüße Euch zum Video chemisches Rechnen, Teil 13. Das wird wieder eine Variation der Videos Teil 10 bis 12 sein und am Ende werden wir noch eine kleine Überraschung erleben. Kommen wir zur Aufgabenstellung. Kohlenstoffmonoxid wird vollständig verbrannt. Es werden 200 Liter Kohlenstoffdioxid gebildet. Berechne, welches Volumen an Kohlenstoffmonoxid dafür nötig ist. Soweit gleichlautend mit den Aufgabenstellungen der Videos 10 bis 12. Aber jetzt kommt noch eine Ergänzung: Die Reaktion läuft bei 1000 Grad Celsius ab. Um diese Aufgabe zu lösen, sollten wir uns eine kleine Lösungsstrategie erarbeiten. Als erstes ist es sicher sinnvoll, die Rechnung für Normbedingungen auszuführen. Als zweiten Teil schließlich, werden wir die Berechnung für die gegebene Temperatur ausführen. Zunächst zum Teil 1: Die Berechnung des Volumens für Normbedingungen. Ich werde den gleichen Rechenweg ausführen, wie ich es bereits im Video 12 getan habe. Wer die vorherigen Videos gesehen hat, kann diesen Teil 1 getrost überspringen. Zunächst die Wortgleichung: Kohlenstoffmonoxid + Sauerstoff reagieren zu Kohlenstoffdioxid. Für die Formelgleichung ergibt sich: 2CO + O2 reagieren zu 2CO2. Über die chemischen Formeln schreiben wir, die für uns interessanten Volumina. Über 2CO schreiben wir das gesuchte Volumen für Kohlenstoffmonoxid x. Über 2CO2 schreiben wir das gegebene Volumen für Kohlenstoffdioxid 200 Liter. Unterhalb der Formeln werden Vergleichsvolumen angeordnet. Diese ergeben sich aus den entsprechenden Koeffizienten vor den Formeln. Also bei 2CO schreiben wir 2V und entsprechend bei 2CO2 auch 2V. Um x zu bestimmen, verwenden wir den Dreisatz. Dabei werden beide Größen der Diagonalen, in der x nicht steht, miteinander multipliziert. Das Ergebnis wird durch die Größe, die in der Diagonalen mit x steht, dividiert. Wir erhalten somit x = 2V × 200 l / 2V, also x = 200 l. Der erste Teil der Aufgabe, eine Volumenberechnung für Normbedingungen, wurde durchgeführt. Können wir überhaupt eine Berechnung für Normbedingungen durchführen? Denn letztlich haben wir ja eine Temperatur von 1000 Grad Celsius. Um das zu klären, widmen wir uns dem Teil 2 dieses Videos. Es ist sinnvoll, die Formelgleichung noch einmal aufzuschreiben: 2CO + O2 -> 2CO2. Über die entsprechenden Formeln schreibe ich nun die Volumina, die bei 1273 Kelvin, das sind die 1000 Grad Celsius, vorliegen. Bei 2CO ist das x, die Größe, die wir nicht kennen, und bei 2CO2 sind das 200 Liter. Entsprechend darunter schreibe ich die Volumina für Normbedingungen bei 273 Kelvin. Wir kennen diese Volumina weder bei CO noch bei CO2. Wir können aber schreiben, da wir die Koeffizienten 2 von den entsprechenden Formeln kennen, jeweils 2VN. Wir wollen nun x bestimmen. Wie verfahren wir weiter? Dabei hilft uns das Gasgesetz für eine konstante Gasmenge bei unterschiedlichen Drücken, Temperaturen und Volumina. P1 × V1 / T1 = P2 × V2 / T2. Über den Druck gibt es in der Aufgabe keine Aussagen. Es ist davon auszugehen, dass es sich dabei um den Normaldruck handeln soll. Also P1 = P2, etwa 1 bar. Dabei können wir beide Seiten dieser Gleichung durch diesen Wert dividieren. Wir erhalten somit in der Mitte unten: V1 / T1 = V2 / T2. Das ist für alle beteiligten Gase richtig. Also schreibe ich erst mal, unten rechts, für Kohlenstoffdioxid CO2: 200 l / 1273 K = 2VN / 273 K. Genauso verfahre ich mit Kohlenstoffmonoxid CO unten links: x / 1273 K = 2VN / 273 K. Vergleichen wir beide Gleichungen unten links und unten rechts. Wir sehen, dass sie völlig übereinstimmen, mit einer Ausnahme. Wo bei der Gleichung unter rechts 200 Liter steht, steht bei der Gleichung unten links x. Damit haben wir unser Problem gelöst. x = 200 l. Antwort: 200 Liter Kohlenstoffmonoxid werden benötigt. Gewissermaßen als Nebenprodukt dieser Aufgabe haben wir eine bemerkenswerte Regel erhalten, die ich in einen kleinen Satz kleiden möchte: Beim reinen Rechnen mit Volumina (keine Massen oder Stoffmengen) ist die Temperatur ohne Bedeutung. Ich hoffe, ich habe Euch nicht zu sehr ermüdet. Ich wünsche Euch alles Gute. Tschüss.  

Informationen zum Video
1 Kommentar
  1. Default

    ? 200Liter/1273K = 2VN/273K =?
    0,157 Liter/K = 0,007336 VN/K ?
    Bitte die Gleichung nochmal erklären

    Von Gerrit I., vor mehr als 4 Jahren
Alle Videos & Übungen im Thema Berechnungen zu Konzentration, Umsatz, Stoffmenge und Masse »