Kann mir jemand bei 2 Aufgaben in Chemie helfen?

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Ein Mann hat im Verlauf eines Gelages zehn 4cl Gläser 40%igem Whisky getrunken. (Hinweis: Beim Alkohol ist schon ein Volumen gegeben, also braucht ihr nicht in Masse umwandeln!)

Zehn 4cl Gläser 40%igem sind 0,4 L Schnaps. Bei einer Volumenkonzentration von 40 %vol Alkohol sind das:

V_Alk = 400 mL * 0,4 mL/100 mL = 160 mL

In den 10 Gläsern sind also insgesamt 160 mL reinen Alkohols. Soviel zu Aufgabe a).

b) Aber spätestens hier muss man das über die Dichte des Alkohols in die Masse m umrechnen und die Masse m in die Stoffmenge n. Erst dann kann man über die Reaktionsgleichung auf die Stoffmenge n an Kohlendioxid und über die Gasgleichung auf das Volumen umrechnen. (Wenn Druck und Temperatur als Normalbedinhugen angenommen werden).

Masroor7 
Fragesteller
 10.04.2021, 16:17

Ich verstehe ihre Erklärung zu b nicht ganz. Ich weiß das man um dichte in Masse umzurechnen, man Volumen mal dichte nimmt. Aber das mit der reaktionagleichung und gasgleixhung verstehe ich nicht. Könnten Sie das ein wenig erläutern?

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Picus48  10.04.2021, 19:19
@Masroor7

Die Brutto-Verbrennungsgleichung ist:

C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Diese sagt etwas über die Stoffmengenverhältnisse der Stoffe aus, die an der Verbrennungsreaktion beteiligt sind. In Worten:

1 mol Ethanol verbrennt mit 3 mol Sauerstoff zu 2 mol Kohlendioxid und 3 mol Wasser. Für die Umrechnung von Stoffmengen in Volumina gibt es für Flüssigkeiten aber keine Beziehung über das molare Volumen wie bei Gasen: Vm = V/n. Deshalb muss das Volumen in die Masse m umgerechnet werden. Damit gilt die Beziehung analog für die molare Masse M:

M = m/n (1)

n = Stoffmenge

Für die Dichte ρ gilt:

ρ = m/V (2)

Mit Gl. (1) ergibt sich dann:

M = ρ*V/n (3)

n = ρ*V/M (4)

  • V = 160 mL
  • ρ = 0,7893 g/mL
  • M = 46 g/mol

n = 0,7893 g/mL * 160 mL/(46 g/mol) = 2,745 mol

Aus der Reaktionsgleichung sieht man, dass für 1 mol Ethanol die 3-fache Stoffmenge (in mol) an Sauerstoff benötigt werden.

nO2 = 3 * 2,745 mol = 8,235 mol

Um das auf das Volumen umzurechnen, benötigt man die allgemeine Gasgleichung:

V = nRT/p

Bitte selber recherchieren und rechnen! Oder man nimmt einen allgemein bei Umgebungsbedingungen üblichen Wert für das molare Volumen Vm = 24 L/mol

V = n * Vm = 8,235 mol * 24 L/mol = 197,64 L

c) Hier natürlich für Luft das fünffache Volumen.

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EchtesLebenFan  12.04.2021, 18:34

Hey benötige Hilfe könnten Sie mir bitte bitte bei meiner neusten Frage helfen?:/

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Aufgabe 1 lässt sich nur dann annähernd lösen, wenn man weiß, ob der Mann in seinem Schlafraum Frischluftzufuhr hat.

Frische Luft hat einen Sauerstoffgehalt von 20,9 %. Die Luft in seinem Schlafraum ist also schon nicht mehr so ganz frisch. Ausatmungsluft hat einen Sauerstoffgehalt von 16 - 17 %.

Ich vermute, mit der Aussage "bei jedem Atemzug werden 2 % des Atemsauerstoffs verbraucht" ist gemeint, dass 2 Volumenprozent der Atmungsluft (bestehend aus Sauerstoff) in die Reaktion von Alkohol zu C02 und Wasser eingehen. Die anderen 2 % werden für andere Oxidationsreaktionen im Körper des Mannes gebraucht.

Es handelt sich also wohl nicht um 2 % des Sauerstoffs, was dann ja 0,04 % der Luft wäre (2 % von 20 % sind 0,04 %), sondern um 10 % des eingeatmeten Sauerstoffs, der mit dem Alkohol reagiert, während 10 % des eingeatmeten Sauerstoffs in andere Stoffwechselreaktionen eingeht, und 80 % des eingeatmeten Luftsauerstoffs unverändert ausgeatmet werden.

Wenn der Mann in einem winzigen, unbelüfteten Zimmer aber nur 10 m³ Luft und somit 2 m³ Sauerstoff hätte, dann wären bei einem Molvolumen von 22,4 l/mol nur 89 mol Sauerstoff (O2) in diesem Raum vorhanden. Das sind umgerechnet 2857 g Sauerstoff.

Mit jedem Atemzug verbraucht der Mann 200 ml Sauerstoff (davon 100 ml für die Alkoholoxidation und 100 ml für andere Oxidationsreaktionen).

In einer Stunde hätte der Mann mit seinen 900 Atemzügen schon 180 l Sauerstoff komplett in CO2 umgewandelt. Der Sauerstoffgehalt im Raum hätte sich somit von 20 % (2000 l) auf 18,2 % (2000 l - 180 l = 1820 l) verringert.

Dann ist der Mann aber noch längst nicht wieder nüchtern. Das Problem wäre, dass aus stickiger Luft die Lunge immer schlechter den Sauerstoff herausziehen kann. Die pro Atemzug nutzbare Sauerstoffmenge sinkt immer weiter ab. Das ganze wird eine ziemlich komplizierte Berechnung. Möglicherweise ist der Mann im Zimmer erstickt, bevor er ausgenüchtert ist, oder zumindest verzögert sich der Prozess erheblich.

Ganz anders würde es sich verhalten, wenn der Mann im Freien, in einer sanften Frischluftbrise ausnüchtern würde und man von einem konstanten Sauerstoffgehalt der eingeatmeten Luft ausgehen könnte. Dann wundere ich mich aber nur, dass der Sauerstoffgehalt mit 20 % und nicht mit 20,9 % (21 %) in der Aufgabe angegeben wurde.

Du merkst also, dass der Autor der Übungsaufgabe eine Menge nicht bedacht hat.

Masroor7 
Fragesteller
 10.04.2021, 16:09

Dankeschön für ihre Hilfe. Vielleicht gebe ich meinem Lehrer ein Feedback zu dieser Aufgabe

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5t Wolfram sind das Ziel.

Dafür wird Wolfram-VI-Oxid benötigt. Das hat die chemische Formel WO3.

Wolfram hat eine atomare Masse von 183,84 g/mol, Sauerstoff vom 16 g/mol.

Durch einen einfachen Dreisatz kannst du jetzt ausrechnen wieviel Mol Wolfram du in den 5t hast und dann wieviel Tonnen die gleiche Mol als WO3 wiegen.

Du kannst mir gerne deine Rechnungen zeigen, dann kann ich gucken ob das richtig ist.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
Masroor7 
Fragesteller
 07.04.2021, 19:28

Soll ich jetzt die atomare Masse von Wolfram und Sauerstoff zusammenrechnen und mal 5 nehmen? Ich blicke da noch nicht ganz durch.

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Monitorsuche  07.04.2021, 19:49
@Masroor7

Fast.:5 t / (Atomare Masse Wolfram) = Mol Wolfram

Mol Wolfram * Masse Wolframoxid (Atomare Masse Wolfram + 3* Atomare Masse Sauerstoff) = Masse benötigtes Wolframoxid

Sollten ca. 6300 kg sein

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Masroor7 
Fragesteller
 10.04.2021, 16:11

Dankeschön für Ihre Hilfe. Bedeutet das also das man 6,3 t Wolframoxid benötigt um 5 Tonnen Wolfram zu gewinnen?

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EchtesLebenFan  12.04.2021, 18:34

Hey benötige Hilfe könnten Sie mir bitte bitte bei meiner neusten Frage helfen?:/

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