Chemie Abituraufgabe Verbrennungsenthalpie und Masse
Die Aufgabe lautet: Berechnen Sie die Verbrennungsenthalpie von Methan aus den Standardbildungs-Enthalpien. Bestimmen Sie mit Hilfe der Verbrennungsenthalpie die Masse an Methan, die dem Kivu-See pro Sekunde zum Betrieb der 200 MW-Anlage mindestens entnommen werden muss.
CO2 + 4 H2 -> 2 H2O + CH4 (=70%) Hinweis: 1 W = 1 J/s
Die Verbrennungsenthalpie habe ich berechnet nur bin ich gerade total überfordert, was die Masse angeht und wie ich dort vorgehe.
4 Antworten
Hast du die Bildungsenthalpie pro Stoffmenge oder pro Masse? Falls pro Stoffmenge, musst du sie noch in pro Masse umrechnen.
Die Reaktionsgleichung soll vermutlich so aussehen:
n1 CH4 + n2 O2 -> n3 CO2 + n4 H2O
(mit n1, n2, n3, n4 geeignet)
Die erzeugte Energie entstammt der Verbrennungsenthalpie (vernachlässige Verluste und setz die einfach mal gleich, ich denke, das wird in der Aufgabe erwartet).
Dann kannst du mit der spezifischen Enthalpie (auf Masse bezogen) den zugehörigen Massestrom (Masse pro Zeit) berechnen.
Bei der Verbrenung von Methan geht es doch um die folgende Reaktion:
CH₄ + 2 O₂ --> CO₂ + 2 H₂O
Mir ist nicht klar welche Bedeutung die gegebene Gleichung hat und auch die Angabe (= 70 %). Sind event. nur 70 % der theoretisch zu erwartenden Verbrennungsenthalpie zu erwarten?
Zu Deiner Frage nach der Masse:
Aus der Reaktionsgleichung oben ersiehst Du, dass, wenn ohne Verluste n(CH₄) = 1 mol verbrannt werden, das der Masse m(CH₄) = 17 g entspricht.
Nachtrag: Man sollte eben 12+4 richtig addieren können. Es ist also m(CH₄) = 16 g.
Ich hab den Eindruck, dass du Bildung mit (technischer) Erzeugung verwechselst.
Die Standardbildungsenthalpie eines Stoffes ist die, die bei der Synthhese aus den Elementen frei wird. Diese musst du also erst mal getrennt für alle beteiligten Stoffe nachschlagen, hier für Kohlendioxid, Methan und Wasser. Wasserstoff ist ja schon ein Element.
DIe Reaktionsenthalpie kann man entweder messen oder aus den Standardbildungsenthalpien der Edukte und Produkte als Differenz berechnen.
Schau doch einmal die Einheit der Verbrennungsenthalpie an. kJ/mol !! Jetzt kann man doch in einer einfachen Beziehung die Molzahl in Masse umrechnen.
Das ist typisch wenn man nach Schwierigkeiten sucht, die nicht vorhanden sind.