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Alt 02.03.2008, 15:54   #1   Druckbare Version zeigen
connemara  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 42
Beitrag Berechnungen: Gase

Hallo zusammen,

ich hänge über einem Übungszettel, wo Berechnungen mit Gasen verlangt werden. Zwei konnte ich lösen, bei den übrigen drei verzweifele ich (da ich noch nicht mal einen Ansatz finde).

Aufgabe 1)

Der Sättigungsdampfdruck von Wasser beträgt bei 18°C und p=1000mbar 20,6mbar. 1000 Liter einer Luftprobe nehmen beim Durchleiten durch Wasser noch zusätzlich 8.5g Wasser auf. Wie groß war die Luftfeuchte der Probe unter der Annahme, daß beim Durchleiten durch Wasser der Sättigungsdampfdruck erreicht wird.


Mein Ansatz war der, daß ich NACH dem Durchleiten durch Wasser 8.5g oder 0.472 mol Wasser zusätzlich in den 1000 Litern Luft vorliegen habe. Ich kann berechnen, wieviel Liter Wasserdampf in der Probe sind:
p*V=n*R*T folgt
V=n*R*T / p
V=0,472mol*0,08314 L*bar*mol-1*K-1*291K / 0,0206bar
V=554,34L
folgt, daß in meiner Luftprobe von 1000L beim Durchleiten 554,34 Liter Wasser aufgenommen wurden. Diese 8.5g Wasser müssen zu einer Masse x g Wasser addiert werden, da ja bereits feuchte Luft durch das Wasser geleitet wurde. Wenn ich nun versuche, mit diesen Angaben auf das Volumen Wasser VOR dem Durchleiten zu schließen, fehlt mir immer eine Angabe (ich habe die Formel eingesetzt, nach dem der Partialdampfdruck einer Komponente sich zum Gesamtdruck, wie das Volumen einer Komponente zum Gesamtvolumen verhält. Da fehlt mir z.B. der Druck der Luftportion vor dem Durchleiten.......)

Aufgabe 2

Ein Behälter mit einem Volumen von 144L ist bei 17°C und 1004hPa mit Luft (Volumenanteile 20/80) gefüllt und enthält eine Hexanprobe mit der Masse 8.6g (das Volumen des Hexans ist vernachlässigbar). Nach vollständiger Verbrennung der Probe betrage die Temperatur 60°C. Das entstandene Wasser liegt unter diesen Bedingungen gasig vor.
a) Berechnen sie die Zusammensetzung des Gasgemisches nach der Verbrennung
b) Wie hoch ist p abs nach der Verbrennung?


Ich habe erstmal das Volumen der Mischung nach der Verbrennung anhand der Formel: p*V/T=p1*V1/T1 berechnet
V=144L*333K/290K
V=165,35L
An der Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Hexan erkannte ich, daß 1 mol Hexan 9,5 mol Sauerstoff zur vollständigen Verbrennung benötigt.
8.6g Hexan sind 0,1mol, also werden 0,95mol Sauerstoff gebraucht. 0,95mol Sauerstoff haben ein Volumen von:
V=n*R*T/p
V=0,95mol*0,08314 L*bar*mol-1*K-1*290K /1,004bar
V=22,81L
In der Ausgangsmischung von 144L sind 20% Sauerstoff, macht 144L*0,2=28,8L Sauerstoff vor der Verbrennung.
Die Differenz beträgt 5,986 Liter und diese müssten nach der Verbrennung in dem Behälter vorliegen. Der Anteil an Sauerstoff wäre dann 5,986L/165,35L=0,03620 entspricht 3,6% (die Lösung sagt aber 3,94%).
Pro Mol verbranntem Hexan entstehen 7mol Wasser, also enstehen bei der Verbrennung von 0,1mol Hexan 0,7 mol Wasser (die haben ein Volumen von 19,3Liter, Temperatur=333K, p=1,004bar). Der Anteil Wasser wäre dann 19,3L/165,35L=0,1167 oder 11,67% (Lösung sagt aber: 11,03%).
Pro Mol Hexan entstehen 6mol CO2, da aber nur 0,1mol Hexan verbrannt werden, entstehen 0,6mol CO2. Die haben ein Volumen von 16,55L; der Anteil beträgt 10,01% (Lösung:9,45%).
Bei N2 wollte ich dann ganz schlau sein und habe den Anteil vorher mit 144L*0,8=115.2L bestimmt. In der Mischung nach der Verbrennung habe ich aufgrund der höheren Temperatur ein anderes Volumen. Mit der Gleichung V1=V*T1/T (V1 = Volumen Stickstoff nach Verbrennung, T1 = Temperatur nach Verbrennung und T = Ausgangstemperatur) erhalte ich ein Volumen an Stickstoff nach der Verbrennung von V=115,2L*333K/290K=132,28L.
Der Anteil beträgt dann 132.28L/165.32L ebenfalls 80% und auch hier sagt die Lösung was anderes, nämlich 75.6%.
Zu Teilaufgabe b) fällt mir gar nichts ein.

Aufgabe 3)
70mL einer Gasmmischung aus den drei Komponenten CO, CH4und H2 werden mit 100mL reinem Sauerstoff verbrannt. Dadurch verringert sich das Ausgangsvolumen von 170mL auf 95mL. Durch Absorption des entstandenen Kohlendioxids verringerte sich das Volumen nochmals auf 35mL Restvolumen. Wie groß sind die Volumenanteile der 3 Komponenten in der Ausgangsmischung, wenn alle angegebenen Gasvolumina auf Normbedingungen bezogen wurden?

Hierzu fällt mir überhaupt nichts ein!

Welcher Matheliebhaber mag sich diesen drei Aufgaben widmen?
Für Ansätze / Lösungswege wäre ich richtig dankbar.
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