Chemie - Wie viel Liter Sauerstoff werden zur Verbrennung von 5kg Ethin benötigt?

Zunächst einmal muss man wissen, wie Ethin - besser bekannt als Acetylen - zusammengesetzt ist. Die Summenformel ist C2H2 und die Strukturformel HC=CH (= ist eine Dreifachbindung).

Dann muss man wissen, was bei der Verbrennung (Oxidation) heraus kommt, nämlich CO2 (Kohlendioxid) und H2O (Wasser). Danach basteln wir uns die zugehörige Reaktionsgleichung, indem wir einfach einmal die Edukte nach links und die Produkte nach rechts vom Reaktionspfeil schreiben:

C2H2 + O2 ---> CO2 + H2O

Nun müssen wir zusehen, dass die Massenbilanzen stimmen, heißt, dass rechts und links dieselbe Anzahl von C, H und O zu stehen kommen. Das machen wir mit den sogenannten stöchiometrischen Faktoren, die wir so vor die Verbindungssymbole setzen, dass die Bilanz stimmt. Wir haben links 2 C, deshalb setzen wir rechts vor CO2 einen Faktor 2.

C2H2 + O2 ---> 2 CO2 + H2O

Die C-Bilanz stimmt nun. jetzt zu den H.

Links sind 2 H und rechts zufällig auch. Daran brauchen wir also nicht zu drehen. Nun zu den O. Rechts haben wir insgesamt 5 O. Das gleichen wir aus, indem wir links die Sauerstoffmenge um den Faktor 2,5 erhöhen:

C2H2 + 2,5 O2 ---> 2 CO2 + H2O

So, nun stimmen die Bilanzen. Damit die "krumme" 2,5 weg kommt, multiplizieren wir die Reaktionsgleichung wie in der Mathematik auf beiden Seiten mit 2. Das ändert nichts an den relativen Verhältnissen, sieht aber besser aus:

2 C2H2 + 5 O2 ---> 4 CO2 + 2 H2O

Aus dieser bilanzierten Gleichung können wir nun entnehmen, dass wir zur Verbrennung von 2 mol Ethin 5 mol Sauerstoff benötigen. jetzt müssen wir noch die Masse von 5 kg in die Stoffmenge umrechnen. Die Molmasse von C2H2 ist 2*12+2*1 g/mol = 26 g/mol. Damit sind 5000 g Ethin gleich 5000 g/(26 g/mol) = 192,3 mol. Aus der Gleichung entnehmen wir, dass für 2 mol Ethin 5 mol O2 gebraucht werden und erhalten für die erforderliche Sauerstoffmenge in mol 192,3*5/2 = 481 mol.

Und da man weiß, dass ein mol eines Gases bei Normalbedingungen ein Volumen von 22,4 l einnnimmt, kann man das benötigte Sauerstoffvolumen bestimmen zu 22,4 l/mol*481 mol =10769 l. Das sind also rund 11 m³. http://de.wikipedia.org/wiki/Molares_Volumen

Um es als Masse auszudrücken, rechnen wir die 481 mol über die Molmasse des Sauerstoffs in kg um. M = 481 mol*32g/mol =15385 g O2 (15,385 kg).

zuerst mal die reaktionsgleichung: 2 C2Hs + 5 O2 ---- 4 CO2 + 2 H2O

d.h. für 2 mol ethin braucht man 5 mol sauerstoff

5 kg ethin entsprechen 192 mol (5000 g/26,04 g/mol)

nach dreisatz brauchst du dann 480 mol Sauerstoff (192*5/2)

das sind dann 15360 g Sauerstoff (480 mol * 32 g/mol)

1 L sauerstoff besitzt eine masse von 1429 g (32 g/mol / 22,39 L/mol, o2 als ideales gas angenommen, 1 mol eines idealen gases füllt einen raum von 22,39 Litern aus)

daher brauchst du, um 5 kg ethin zu verbrennen, 10,75 L sauerstoff (15360 g/1429 g/L)