Über 1,6 Millionen Schüler*innen nutzen sofatutor!
  • 93%

    haben mit sofatutor ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert

  • 94%

    verstehen den Schulstoff mit sofatutor besser

  • 92%

    können sich mit sofatutor besser auf Schularbeiten vorbereiten

Linde-Verfahren

Erfahre, wie das Linde-Verfahren im 19. Jahrhundert von Carl von Linde entwickelt wurde, um Luft zu verflüssigen und zu zerlegen. Durch die Beschreibung des Verfahrens und seiner physikalischen Grundlagen begibst du dich auf eine spannende Reise in die Welt fortschrittlicher Technik. Interessiert? Das und mehr im folgenden Text!

Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen
in nur 12 Minuten?
Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Das Mädchen lernt 5 Minuten mit dem Computer 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

    92%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen.
  • Das Mädchen übt 5 Minuten auf dem Tablet 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

    93%
    der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert.
  • Das Mädchen stellt fragen und nutzt dafür ein Tablet 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

    94%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Bewertung

Ø 3.7 / 19 Bewertungen
Die Autor*innen
Avatar
André Otto
Linde-Verfahren
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Linde-Verfahren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Linde-Verfahren kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, woraus Luft besteht.

    Tipps

    Die Hauptkomponenten der Luft werden durch das Linde-Verfahren isoliert.

    Ein Feuer brennt zwar bei Luft, jedoch eher gemächlich. Welche Gase haben Einfluss auf die Geschwindigkeit einer Verbrennung?

    Lösung

    Die Hauptbestandteile der Luft sind Stickstoff (ca. 78%), Sauerstoff (ca. 21%) und in sehr geringem Anteil Argon (ca. 1%). Das für uns Menschen lebensnotwendige Gas Sauerstoff ist also nur zu ungefähr einem Fünftel in der Luft enthalten. Wäre der Anteil höher, würde aber auch beim kleinsten Funken sofort all jenes, was brennbar ist, in Flammen stehen.
    Neben diesen Hauptbestandteilen besteht die Luft auch noch aus Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, nitrosen Gasen, Methan und anderen Edelgasen. Alle diese Gase sind jedoch nur in Spuren ($<$1%) in der Luft enthalten. Jedoch steigt ihr Anteil durch den destruktiven Einfluss des Menschen auf die Natur immer mehr an.

  • Erkläre den Joule-Thomson-Effekt.

    Tipps

    Was geschieht mit der Temperatur, wenn man ein Gas verdichtet?

    Der beschriebene Effekt tritt beim Einsatz eines CO$_2$-Feuerlöschers auf.

    Lösung

    Der Joule-Thomson-Effekt beschreibt die Temperaturerniedrigung eines realen Gases bei seiner Entspannung. Wird ein verdichtetes (komprimiertes) Gas entspannt, indem es in einen größeren Raum geleitet wird, so kühlt es ab.
    Dieser Effekt ist bei idealen Gasen wie den Edelgasen nicht der Fall, da dieser Effekt unter anderem durch die Wechselwirkungen zwischen den Gasmolekülen bestimmt wird. Dennoch kann auch das Edelgas Argon auf diesem Wege aus der Luft gewonnen werden. Grund hierfür ist die extrem niedrige Temperatur der verflüssigten realen Gase, dessen Kühlkraft zur Verflüssigung des Argons verhilft.

  • Erkläre die Vorgehensweise beim Linde-Verfahren.

    Tipps

    Bei Normalbedingungen herrscht eine Temperatur von 20°C und ein Druck von 1 bar.

    Lösung

    Die Verflüssigung der Luft über das Linde-Verfahren beruht auf dem zuvor behandelten Joule-Thomson-Effekt (JTE). Im ersten Schritt wird die gasförmige Luft von 1 bar (Normalbedingungen) auf einen Druck von 200 bar komprimiert. Hierbei nimmt die Temperatur ebenfalls von 20°C auf ca. 65°C zu. Dieser Temperaturerhöhung wird durch eine anschließende Kühlung auf 20°C entgegengewirkt. Letztlich folgt noch die Expansion bzw. Entspannung der komprimierten Luft, wobei der JTE gilt. Die Luft kühlt sich während der Expansion so sehr ab, dass sie flüssig wird. Der kalte, nicht verflüssigte Teil der Luft wird im Wärmetauscher zur Kühlung der expandierenden Luft verwendet und anschließend zurück in den Kompressor geleitet.

  • Erkläre das Prinzip der fraktionierten Destillation.

    Tipps

    Was macht Wasserdampf an einer Fensterscheibe?

    Lösung

    Die fraktionierte Destillation ist eine oft angewandte Methode, um Gemische von Flüssigkeiten aufzutrennen. Die Destillation ist umso einfacher, je größer der Temperaturunterschied zwischen den Siedepunkten der einzelnen Komponenten ist. Ansonsten ist Feingefühl nötig, um eine saubere Trennung zu erreichen. Im Prinzip wird bei dieser Methode nur die Änderung von Aggregatzuständen (flüssig-gasförmig) mehrmals ausgenutzt. Auf jedem Boden der Kolonne findet eine Art Gleichgewicht zwischen der gasförmigen und der flüssigen Phase statt, vergleichbar mit Wasserdampf, welcher an einem Fenster kondensiert.

  • Ordne die Siedetemperaturen der Gase richtig an.

    Tipps

    Das Gas, welches bei der Rektifikation ganz unten in der Kolonne zu finden ist, verdampft als Letztes.

    Lösung

    Die Abfolge der Siedetemperaturen der Bestandteile der Luft ist bei der Rektifikation von Bedeutung. Ganz unten in der Kolonne findet man Sauerstoff vor, welches mit einem Siedepunkt von -183°C die am höchsten siedende Komponente darstellt. Es folgt das Edelgas Argon mit einem Siedepunkt von -186°C und letztlich Stickstoff bei einer Temperatur von -196°C. Das in minimalen Spuren enthaltene Gas Wasserstoff besitzt einen deutlich geringeren Siedepunkt von -252°C.
    Besonders zwischen Sauerstoff und Argon wird es deutlich, dass die Trennung Feingefühl bedarf, da sich die Siedepunkte nur um 3°C unterscheiden.

  • Bewerte die Aussagen zum Azeotrop.

    Tipps

    Die Gasphase eines Azeotrops besteht aus den beiden Komponenten der flüssigen Phase.

    Lösung

    Ein azeotropes Gemisch (z.B. Wasser und Hexanol) kann destillativ nicht getrennt werden. Das Gemisch siedet bei der gleichen Temperatur, das bedeutet, dass die Gasphase die gleiche Zusammensetzung wie die flüssige Phase besitzt. Kondensiert dieses azeotrope Gemisch, so trennen sich die beiden Phasen voneinander. Diese Tatsache kann z.B. in sogenannten Wasserabscheidern verwendet werden, um entstehendes Wasser aus einer Reaktion zu entfernen.