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Alt 03.09.2007, 15:08   #1   Druckbare Version zeigen
ruich Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
Verbrennung von Kohlenstoff

Guten Tag,

ich hoffe mal ich bin im richtigen Unterforum.. Nun gut, ich habe eine durchaus interessante Frage, die mir die Weiten des Internets, per Google durchforstet, schlicht nicht beantworten konnte. Die folgende Aufgabenstellung ist aus einer Prüfung von einer Uni. Eigentlich sollte es eine Thermodynamikprüfung für Maschinenbauer sein, ich fühlte mich allerdings eher als Chemiestudent in diesen bangen Stunden.

Folgende Reaktion soll untersucht werden: Verbrennung von verdampftem Kohlenstoff mit einem Sauerstoff-Kohlendioxid-Gemisch. Als Produkte entstehen Sauerstoff, Kohlenmono- sowie dioxid. Des weiteren wusste man, dass das stöchiometrische Verhältnis von den Edukten {\frac{n_{CO_2}}{n_{O_2}}=9} ist. Die Verbrennung soll adiabat sein und stöchiometrisch ablaufen, d.h. {\lambda=1}. Zudem war bekannt, dass die Edukte bei Standardbedingungen vorlagen, d.h. {T=298 K} sowie {p=1 bar} und die Produkte bei {T=2000 K}.

Damit lässt sich grundlegend folgende Reaktionsgleichung aufstellen:
{C + a O_2 + b CO_2 \rightarrow c O_2 + d CO + e CO_2}

Aus den Anforderungen lassen sich für die Koeffizienten a bis e dann folgende Bedingungen aufstellen:
{b=9\cdot a}
{1+b=d+e}
{2\cdot a+2\cdot b=2\cdot c+d+2\cdot e}
Eine vierte Bedingung kann man durch Enthalpie-Betrachtung herleiten, d.h. Summe der Enthalpien der Produkte = Summe der Enthalpien der Edukte (da Verbrennung adiabat, exakte Gleichung sei hier weggelassen)

Man hat also 4 Gleichungen, aber 5 Unbekannte.
Meine Frage nun konkret: was lässt sich weiter aussagen? Was konkret bedeutet der Lambda-Wert in dieser Reaktion?
Der Lambda-Wert ist mir hinreichend bekannt für Verbrennungen von Kohlenwasserstoffen, aber bei reinem Kohlenstoff?

Ich hätte die "stöchiometrische Verbrennung" ja prinzipiell so interpretiert, dass bei den Produkten kein Sauerstoff mehr vorhanden ist. Allerdings musste man weiter das Gleichgewicht der 3 Produkte betrachten und anhand dessen beurteilen, ob die gemachten Annahmen in Ordnung sind. Bei Fehlen von Sauerstoff wär das natürlich nicht möglich gewesen..

So, genug geschrieben, die Antwort interessiert mich brennend, Chemiker dürften das eher wissen als Maschinenbauer..
Gruss
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