Frage von CroCarlo99, 71

10 Liter Butan werden vollständig verbrannt. Wie groß ist das Volumen des entstandenen Kohlenstoffdioxids?

Expertenantwort
von Kaeselocher, Community-Experte für Chemie, 48

Organische Verbindungen verbrennen vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Der erste Schritt beim stöchiometrischen Rechnen ist immer das Aufstellen einer Reaktionensgleichung. Liebenswerterweise wurde diese Aufgabe bereits für dich erledigt, allerdings mit einem hässlichen = Zeichen und einer seltsamen Klammer.

2C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 +10 H2O

Im folgenden betrachtet man die stöchiometrischen Zahlen vor der Verbindung für die man sich interessiert und jener Verbindung, von der man etwas weiß. Dementsprechend suchen wir CO2 und wissen etwas über das Butangas.

Man erstellt ein Stoffemengenverhältnis beider Verbindungen, indem man sich anschaut wieviele Teilchen jeweils an der Reaktions beteilligt sind. Aus der Reaktionsgleichung sieht man, dass 2 Moleküle Butan zu 8 Molekülen Kohlenstoffdioxid reagieren. Entsprechend lautet das Stoffmengenverhältnis:

n(CO2) / n(C4H10) = 8/2

Das lässt sich direkt zu 4/1 kürzen.

Im nächsten Schritt lösen wir nach der gesuchten Subtanz auf, multiplizieren also mit der Stoffmenge Butan und erhalten

n(CO2) = 4 · n(C4H10)

Als letztes muss man sich nun überlegen wie man die Stoffmenge noch ausdrücken kann. Es gibt verschiedene Formeln, welche die Stoffmenge enthalten:

n = m/M

n = V/Vm

n = c · V

Nun sind es nicht wirklich viele Formeln mit denen man bereits vieles berechnen kann, daher muss man diese wohl oder übel lernen. Man setzt die korrekte Formel nun für die Stoffmenge ein und stellt nach der gesuchten Variable um. Alles andere sollte man einsetzen können, wenn man gut aufgepasst hat.

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 42

Man kann es kurz machen: Die Aufgabe ist mit Deinen Angaben allein nicht lösbar. Oder soll ein beliebiges molares Volumen angenommen werden? Aber das hast Du nicht gesagt.

Antwort
von torfmauke, 71

Flüssig oder gasförmig, die 10 l?

Kommentar von Becca22 ,

Bei Raumtemperatur ist Butan wahrscheinlich gasförmig
Damit hat man ja die Avogadrokonstante (wenn ich das jetzt nicht verwechsle:D)

Kommentar von torfmauke ,

2C4H10 + 13 O2 = 8 CO2 (+10 H2O) Rest selber ausrechnen.

Hausaufgaben sollen zum lernen anregen, nicht zum fragen.

Kommentar von TomRichter ,

Kommt auf den Druck an. Im Feuerzeug und in der Gasflasche liegt flüssiges Butan vor.

Kommentar von Kaeselocher ,

Sind 10l gasförmiges Butan mehr als 10l flüssiges Butan?

Kommentar von torfmauke ,

Nein, entschieden weniger!

Kommentar von Kaeselocher ,

Nun, dann sind wohl 10 kg Federn auch deutlich leichter als 10 kg Blei ;-)

Kommentar von torfmauke ,

Nein, aber 10 Liter Federn sind leichter als 10 Liter Blei! Was hat Gewicht in diesem Zusammenhang mit Volumen zu tun? Etwas, das gleich groß ist, wiegt noch lang nicht das selbe, nur was gleich schwer ist. Gehirn einschalten!

Kommentar von Kaeselocher ,

Nun es ist ganz simpel, ein Liter Volumen ist und bleibt ein Liter Volumen egal ob es gasförmig oder flüssig ist, ebenso wie ein kg ein kg bleibt. Es sind beides Maßeinheiten. Ein Liter Volumen beschreibt den Raumumfang den 0,001 m³ einnehmen. Also ein Würfel der Kantenlände mit  der Kantenlänge 1dm. Die Maßeinheit trifft dabei keine Aussage über den Aggregatszustand der Substanz. 1l Gas nimmt den selben Raum ein wie 1l Flüssigkeit. Und ein Kilogramm bleibt ein Kilogramm und entspricht dem Gewicht gemessen an dem Urkilogramm. Das Ballons fliegen liegt daran, dass das eingefüllte Gas eine Geringere Dichte besitzt als die Luft. Aber nicht am Gewicht.

Kommentar von torfmauke ,

Gut erkannt, 1 Liter eines Stoffes nimmt zwar den selben Raum ein, wie 1 Liter eines anderen, aber nicht das selbe Gewicht, wie Du mit Deiner obigen Antwort offenbar unterstellen wolltest. Um es nocheimal genau zu sagen, gasförmiges Butan hat ein erheblich geringeres spezifische Gewicht, als flüssiges. Es wiegt pro Liter folglich auch entschieden weniger!

Kommentar von torfmauke ,

Nach Deiner Theorie haben alle Dinge dieser Welt das gleiche spezifische Gewicht, oh Wunder dass wir eine Lufthülle haben, dass Ballons fliegen können und Schiffe schwimmen.

Kommentar von Kaeselocher ,

Mit Verlaub, meine Theorie basiert doch eher auf naturwissenschaftlichen Gesetzen und Definitionen ;-)

Kommentar von torfmauke ,

Wenn das Resultat Deiner Überlegung ist, das 10 l flüssiges Butan das selbe Gewicht hat, wie das gleich Volumen gasförmiges, dann ist das für mich völlig unwissenschaftlich, sondern einfach nur falsch!

Kommentar von TomRichter ,

Ich weiß ja nicht, was Deine Definition von "mehr" ist. Aber um die Aufgabe zu lösen, sollte man die Masse des zu verbrennenden Butans haben und nicht das Volumen.

Kommentar von torfmauke ,

Dann sollte man in seiner Frage auch Massebezeichnungen und keine Volumina angeben! Jedenfalls hat ein bestimmtes Volumen eines gasförmig vorliegenden Stoffs immer weniger Gewicht oder auch weniger Anzahl Moleküle als das gleiche Volumen des gleichen flüssigen Stoffes!

Da das Gewicht oder auch die Anzahl der Moleküle maßgebend ist, sowohl für das Volumen des Butans als auch für das bei der Reaktion entstehende Volumen an Kohlendioxyd, war die Frage von mir durchaus berechtigt, zumal die Temperatur als Raumtemp. ja bereits festgelegt war. Warum der Experte plötzlich mit seiner Frage "Sind 10l gasförmiges Butan mehr als 10l flüssiges Butan?" so tat, als würden gleiche Volumina flüssigen und gasförmigen Butans auch das gleiche Gewicht haben, ist mir unverständlich. Seine Frage bezüglich des Gewichts von gleichen Masseeinheiten der Federn und des Bleis deutet doch deutlich darauf hin, dass er selber wohl etwas nicht richtig auf die Reihe bekommen hat. Sein postuliertes naturwissenschaftliches Gesetz ist mir weder bekannt, noch würde ich daran glauben wollen, nach allem was ich um mich wahrnehmen kann.

Kommentar von TomRichter ,

Kann es sein, dass Du mit dem Zählen der Striche bzw. der Einrückungen durcheinander gekommen bist? Klingt so, als hättest Du meinen Beitrag auf einen der Deinigen bezogen - er ist aber eine Antwort auf Käselochers "Sind 10l gasförmiges Butan mehr als 10l flüssiges Butan?".

Die Antwort auf die Frage hängt von der Spitzfindigkeit beim Definieren des "mehr" ab. Ein Beispiel, bei dem weniger Masse "mehr" ist: Zum Apfelkuchen nehme ich lieber 100 ml geschlagene Sahne als 100 ml flüssige Sahne

Kommentar von torfmauke ,

Sorry, hab zu spät gesehen, dass Dein Kommentar auch dem "Experten" galt. Ich hatte den Kommentar im Eifer des Gefechts auf mich gemünzt. Was hier eine bessere Lösung wäre, wenn ein @Name vor den Kommentar den man schreibt gesetzt würde und nicht dieses Strichsystem. Bei langen Kommentaren vieler Mitglieder wird es sonst leider schnell etwas unübersichtlich. Aber da ich ihn in meinem Kommentar explizit auch so angesprochen hatte, hättest Du eigentlich merken müssen, dass die Hauptkritik nicht Dir gegolten hat.

Kommentar von cg1967 ,

sollte man die Masse des zu verbrennenden Butans haben und nicht das Volumen

ACK. Masse oder Stoffmenge sind willkommen. Beim Volumen braucht man zusätzlich immer diese störenden Größen wie Temperatur und Druck. Andererseits kann gerade deswegen eine Aufgabe an Reiz gewinnen. ;-)

Antwort
von FooBar1, 65

Ziemlich groß wenn es im Freien gemacht wurde

Antwort
von cg1967, 22

Zwischen 63 ml und 8000 l.

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