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Verbrennung von Methan/Benzin
13.1.2021
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Verbrennung von Methan/Benzin Mittwoch, 11. November 2020 12:54 Benzin ist ein Gemisch aus verschiedenen flüssigen Kohlenwasserstoffen unter andere, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan und Decan Verbrennung von Methan Aufstellen einer Reaktionsgleichung. Bei der Verbrennung reagiert Methan mit dem Sauerstoff der Luft. Dabei entsteht Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf CH4 + 202 → CO₂ + 2H₂O Formales Lösen von Bindungen ZU Begin werden Bindungen zwischen Kohlenstoff-Atomen und Wasserstoff-Atomen und auch zwischen Sauerstoff-Atomen gelockert. Modellhaft lassen wir jedoch sofort einzelne Kohlenstoff- Atome, Wasserstoff-Atome und Sauerstoff-Atome entstehen: CH4C + 4H und 202 →40 Hierbei werden vier C-H-Bindungen und zwei 0-0- Bindungen gelöst. Um die Bindungen in einem Methan-Molekül zu lösen, benötigt man vier mal die Bindungsenergie einer C-H-Bindung, für ein Mol Methan also 4 * 415kJ =1660kJ. Zum Spalten von zwei Sauerstoff-Molekülen wären 2*498kJ= 996kJ nötig. Insgesamt wären also 2656kJ erforderlich. Formales Knüpfen neuer Bindungen Während des Verbrennungsvorganges entstehen neue Moleküle. Ebenso modellhaft wie zuvor lassen wir die Moleküle aus einzelnen Atomen entstehen: C + 4H+40 → CO₂ + 2H₂O Dabei bilden sich zwei neue C=O-Bindungen und vier neue O-H-Bindungen. Erst bei diesem Vorgang wird Energie freigesetzt, und zwar genau so viel aber mit anderen Vorzeichen, wie man für die Spaltung aufwenden müsste. Für die Bindungen in einem Mol Kohlenstoffdioxid und zwei Mol Wasser wären das insgesamt 4*(-468kJ) und 2*(-804kJ) also -3460kJ AH2 Energie/Enthalpie AH1 Edukte Einzelatome Energieaufnahme = Aktivierungsenergie Energieabgabe Produkte Reaktionsverlauf Energiebilanz Bei der Bildung der Reaktionsprodukte wir mehr...
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Alternativer Bildtext:
Energie frei, als zur Spaltung der Moleküle benötigt wird. Diese Energiemenge ergibt sich als Summe: 2656kJ + (-3460kJ) = -804k] Auch wenn die Bildung der Reaktionsprodukte nur über ein Modell erfolgt ist, stimmt das Ergebnis mit der Realen Verbrennungsenergie überein. Verbrennung von Benzin 1. Pentan: C5H12 + 8*02 ----> 5*CO2 + 6*H2O Hexan: 2*C6H14+ 19*O2 ----> 12*CO2+14*H2O Octan: 2*C8H18+ 25*02 ----> 16*CO2 + 10* H2O Nonan: C6H20+14*O2 ----> 9*CO2 + 10*H2O 2. Beobachtungen: Man sieht eine Flamme aus der Chips-dose herausstechen, außerdem hört man einen lauten Knall und man kann sehen wie der Deckel der Chips-dose in die Luft fliegt. 3. Auswertung: Das Heptan hat mit dem Sauerstoff reagiert. C7H16 + 11*02 ----> 7*CO2 + 8*H2O