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Alt 12.09.2011, 19:05   #1   Druckbare Version zeigen
Dollmminode Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
Verkokung von Steinkohle

Hallo,
ich bin nicht so der Chemie-Freak, weiß daher leider nicht unter welchen Oberbegriff genau, dass Thema zu schreiben ist. Es geht darum, dass wir erfahren haben, dass bei der Verkokung von Steinkohle auch eine teerartige Flüssigkeit entsteht. Dazu wissen wir nur, dass bei vollständiger Verbrennung dieser Flüssigkeit ( 120 mg ), 265mg Kohlendioxid und 55 mg Wasser entsteht. Aufgabe: Wie lautet die Strukturformel der Flüssigkeit?
Ich habe so angefangen: 265mg + 55 mg = 320mg (H2O + CO2) als Differenz vor der Verbrennung habe ich also 320 - 120 mg = 200mg Sauerstoff, der bei der Verbrennung "hinzugefügt" wird. Ich habe also nun die MOL anzahlen der einzelnen "Stoffe" berechnet, dabei kommen jedoch unendlich lange Kommazahlen heraus, da wurde ich mir unsicher, ob ich so auf das Ergebnis komme, ich kann ja nicht sagen, dass die Flüssigkeit aus zum Beispiel 8,56561 O´s besteht, etc ... . Kann mir da wer weiterhelfen? Wäre richtig nett, dass ich auch malseh wie man so etwas macht. Danke!

Gruß

Geändert von Dollmminode (12.09.2011 um 19:16 Uhr)
Dollmminode ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.09.2011, 20:43   #2   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.335
AW: Verkokung von Steinkohle

man kann aus einer verbrennungsanalyse i.d.r. keine strukturformel, sondern bestenfalls eine allgemeine summenformel ableiten, so auch hier

deine berechnung des zugefuegten sauerstoffs ist korrekt, jedoch -sofern ich das grad recht sehe - nicht weiterfuehrend

der zielfuehrende weg sieht meiner ansicht nach hingegen so aus:

- berechnen des im kohlendioxid enthaltenen kohlenstoffs in g
- berechnen des im wasser enthaltenen wassertoffs in gramm
- subtraktion dieser beiden werte von der einwage --> ermittlung des im teer vorhandenen sauerstoffs in gramm

sodann:
division der ermittelten gramm-mengen durch das jeweilige atomgewicht
--> ermitteln der relativen atomverhaeltnisse

division durch die kleinste auftretende molzahl: eine komponente, mit etwas glueck mehrere , werden ganzzahlig
normalerweise spielt man dann ein wenig noch mt den zahlen ruzm, rundet hier und da, bis das ergebnis in allen komponenten ganzzahlig ist

gruss

ingo

p.s.: wirklich ganzzahlig wird das in allen faktoren CxHyOz natuerlich nur dann, wenn du da eine einheitliche substanz hast, was bei "teer" sowieso schonmal komplett auszuschliessen ist
schon rein von daher ist die aufgabenstellung recht dubios.
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2011, 12:27   #3   Druckbare Version zeigen
Berlin-Blau Männlich
Mitglied
Beiträge: 684
AW: Verkokung von Steinkohle

Sicher dass auch O in der Struktur sein soll?

Ich denke es geht Wohl um eine Alkan. Und die Frage nach der Strukturformel? müsste doch eigentlich Summenformel heißen.
Berlin-Blau ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 13.09.2011, 13:36   #4   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.335
AW: Verkokung von Steinkohle

sicher ob da noch sauerstoff in der struktur ist oder nicht kann man sich erst sein, wenn man das nachgerechnet hat
ich habs grad nachgerechnet, und in 265 mg kohlendioxid ist eine gewisse masse an kohlentoff enthalten (~ 72.3 mg) , und in 55 mg wasser eine gewisse menge wasserstoff (~ 6.1 mg)

quelle beider atomsorten kann nur dein ausgangsmaterial sein, denn verbrennungsgase liefern weder das eine noch das andere mit

addiere ich die beiden atomsorten auf, komme ich auf bummellig 78.4 mg

dein ausgangsmaterial waren jedoch 120 mg, und die differenz muss aus wiederum einer anderen atomsorte als C ,H bestehen (sonst waere zusaetzliches kohlendioxid, wasser entstanden)

hierfuer kommt jedoch nur "hauseigenes" O infrage: weitere atomsorten sind nicht im spektrum der entstehenden verbrennungsgase gelistet (ueblicherweise ist die liste der produkte in diesem aufgabentyp vollstaendig, "komplett raten" ist also nicht erforderlich, spekulationen ueber asche usw. nicht gefragt: sonst kannst du naemlich gar nichts rechen)

--> dein edukt muss bereits 41.6 mg sauerstoff mitgebracht haben, und nur ein teil des in den produktgasen enthaltenen sauerstoffs stammt somit aus der verbrennungsluft

soderle:
- fuer kohlenstoff: 72.3 mg/ 12 g/mol =~ 6.025 mmol
- fuer wasserstoff-atome: 6.1 mg --> ~ 6.1 mmol
- fuer sauerstoff-atome: 41.6 mg / 16 g/mol =~ 2.6 mmol

division durch 2,6:

C = ~ 2,32
H = ~ 2,35
O = 1

geschmackvoll runden, nach nem plausiblen ganzzahligen verhaeltnis dabei schauen: multiplikation mit 3

-->
C = 7
H = 7
O = 3

somit allgemeine summenformel : (C7H7O3)x
diese summenformel ist nicht "eindeutig" (wie es z.b. bei CH4 oder H2O waere: da kann es nur eine loesung geben aus chemischen gruenden), und ich schaetze mal so uebern dicken daumen sind davon ein par hundert wen nicht mehr verbindungen literaturbekannt (was die theoretisch moeglchen strukturen dieser allgemeinen sumenformel natuerlich bei weitem nich abdeckt)
...sofern "teer" eben ueberhaupt eine einheitliche substanz darstellt (normalerweise ist das extreme gegenteil der fall: tausende und abertausende von sachen finden sich in teer, wenn du sowas mal auftrennst)

.. und nur unter der annahme du muesstest da eine einheitliche substanz haben mach das rechnen oben in den letzten schritten (--> runden, ganzzahligkeit in allen koeffizienten) jedoch ueberhaupt sinn, das sollte man immer bedenken bei dieser aufgabe.
aber selbst wenn: wie willst aus (C7H7O3)x anregungen fuer eine strukturformel entnehmen?? zumal, wenn ichs grad reht sehe, x etwas ganzzahliges beginnend mit 2 sein muss, sonst haut das aus chemischen gruenden schonmal gar nicht hin....
und dann: suchs dir aus, eine kleine auswahl fuer x = 2 hab ich mal verlinkt:
http://www.molport.com/buy-chemicals/molecular-formula/C14H14O6


gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2011, 14:06   #5   Druckbare Version zeigen
Bergler Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.732
AW: Verkokung von Steinkohle

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
...
aber selbst wenn: wie willst aus (C7H7O3)x anregungen fuer eine strukturformel entnehmen?? zumal, wenn ichs grad reht sehe, x etwas ganzzahliges beginnend mit 2 sein muss, sonst haut das aus chemischen gruenden schonmal gar nicht hin....
Ohne die Aufgabe jetzt genau durchgerechnet zu haben: Warum sollte man mit (C7H7O3)x mit x=1 (mögliche) keine Strukturformel ableiten können?

Wie wärs damit: http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.11426978.html

oder damit: http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.19927340.html

Gruß Bergler
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Bergler ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2011, 14:37   #6   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.335
AW: Verkokung von Steinkohle

das sind ionen die dort gezeigt sind ! (-ate): in den strukturen ist der furanring jeweils mono-deprotoniert (zaehl mal die H wenns nicht so waere: dann muessten das 8 sein)

und nen topf voll ionen "ohne gegenion" wirst du schwerlich finden irgendwo, auch in nem teer nicht: du kannst nicht ein kg "chlorid, reinst" erwerben, sondern stets nur als mit kationen vergesellschafte verbindungen, welche auch chlorid enthalten

abschaetzen ob eine elementkomposition "ohne ladung" moeglich ist kann man nach verschiedenen methoden (also ein aehnlicher trick als wenn du abschaetzen moechtest ob ein massefragment eine ungradzahlige anzahl an stickstoffen im MS enthalten kann usw.)
die von mir benutze formel war: C*4 + H*1 + O*2 = gradzahlig
--> wenn das erfuellt ist , kann es ein ungeladenes teilchen, also ein echtes molekuel sein, wenn nicht, muss es sich um ein ion handeln, und ist daher ausschliessbar
da ich diese formel aus der tiefe meiner erinnerung geholt hatte, habe ich jedoch vorsichtshalber "wenn ichs grad recht sehe" dazu geschrieben
aber scheint ja zu stimmen: substanzen mit der angegebenen komposition fuer x=1 finde ich zumindest nicht

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2011, 15:22   #7   Druckbare Version zeigen
Bergler Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.732
AW: Verkokung von Steinkohle

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
das sind ionen die dort gezeigt sind ! (-ate): in den strukturen ist der furanring jeweils mono-deprotoniert (zaehl mal die H wenns nicht so waere: dann muessten das 8 sein)
...
Stimmt. Hab mich von den Estern täuschen lassen. Die werden ja auch als -ate bezeichnet (vgl. Ethylacetate).

Zitat:
Zitat von magician4 Beitrag anzeigen
... C*4 + H*1 + O*2 = gradzahlig
--> wenn das erfuellt ist , kann es ein ungeladenes teilchen, also ein echtes molekuel sein, wenn nicht, muss es sich um ein ion handeln, und ist daher ausschliessbar...
Werd ich mir merken.

Gruß Bergler
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Bergler ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2011, 15:32   #8   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.335
AW: Verkokung von Steinkohle

Zitat:
Zitat von Bergler Beitrag anzeigen
Werd ich mir merken.

Gruß Bergler
nur der vollstaendigkeit halber: die betonung liegt auf KANN: das ist also lediglich eine notwendige, nicht jedoch eine hinreichende berechnungsgrundlage zur klaerung "kann es ein molekuel sein", wie man zum beispiel am carbonat-ion sieht: 1*4 + 3*2 = 10, mithin gradzahlig

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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