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Alt 10.07.2005, 11:37   #1   Druckbare Version zeigen
paddlboot Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
sauerstoffgehaltder luft

hallo
als kleines projekt in chemie hatte ich die aufgabe, mittels eines vorgegebenen versuches den sauerstoffgehalt der luft nachzuweisen. der versuch ist sehr bekannt: man lässt ein teelicht auf einer wasserfläche schwimmen und stülpt dann ein glas darüber. man beobachtet, dass die flamme nach kurzer zeit erlischt und der wasserspiegel unter dem glas steigt. so weit so gut. nun hab ich aber noch ein paar aufgaben auf meinem angabenblatt zum projekt stehen (fehleranalyse), mit denen ich nicht 100%ig klarkomme. ich habe teilweise schon lösungsansätze, derer ich mir aber nicht unbedingt sicher bin. es geht um folgende fragen:
1. es entstehen genauso viele CO2 moleküle wie vorher sauerstoffmoleküle vorhanden waren, nach dem gesetz von avogadro müssten diese das gleiche volumen einnehmen. wieso bzw aufgrund welcher eigenschaft des kohlenstoffdioxides hat sich trotzdem das gasvolumen unter dem glas verringert?
meine erklärung dafür ist die volumenkontraktion, wie sie z.b auch beim mischen von wasser und brennspiritus auftritt. d.h. die kleineren kohlenstoffatome nehmen einfach die zwischenräume ein, die die großen sauerstoffatome vorher nicht nutzen konnten und deshalb braucht das entstandene gasgemisch CO2 weniger volumen. stimmt das?

2. kann man sicher sein, dass der gesamte sauerstoff unter dem glas verbraucht wurde?
ich denke schon, sonst würde die kerze ja noch brennen, oder nicht?

3. welcher physikalische vorgang stellt sicher, dass nicht nur der sauerstoff in höhe der kerzenflamme für die verbrennung zur verfügung stand?
da bin ich blank bzw ich kann das nicht fachlich korrekt erklären :-/

4. welche mängel des verwendeten materials führen zu ungenauen ergebnissen?
das weiß ich auch nicht

5. sind die volumina vor, während und nach dem verbrennen überhaupt vergleichbar? was hat sich zusammen mit der verbrennung noch verändert?
der einzige punkt der mir dazu einfällt, ist, dass vorher (mein teelicht steht auf einer münze) das teelicht nicht so tief im wasser steht wie nachher (das teelicht beginnt durch den steigenden wasserpegel zu schwimmen und befindet sich daher zu einem größeren anteil unter wasser)


wäre nett wenn ihr mir ein bisschen helfen könntet
danke
paddlboot ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 11:57   #2   Druckbare Version zeigen
-Ami- weiblich 
Mitglied
Beiträge: 152
AW: sauerstoffgehaltder luft

hallo^^

also ganz sicher bin ich mir nicht, aber ich versuchs

1.) soweit mir bekannt, gibt es bei Gasen keine Volumenkontraktion, sondern nur bei Flüssigkeiten, d.h. man kann Gase schon addieren... was ja deine Frage nicht unbedingt löst
hat sich denn das volumen merklich verkleinert? wie hast du das festgestellt?
wenn du z.B. kaltes leitungswasser genommen hast, vielleicht hat das das Gasvolumen leicht beeinflusst...

2.) es muss zwangläufig nicht der ganze Sauerstoff verbraucht sein, da man ja eine bestimmte Menge braucht, damit die Kerze brennt (Feuerdreieck: genügend O2, genügend Brennstoff und die ausreichende zündtemperatur glaube ich)

3.) vielleicht diffusion? CO2 ist zwar schwerer, aber wenn der Sauerstoff "unten" verbraucht wurde, diffundieren doch bestimmt einige mol

4.) da ich den Versuch nicht gemacht habe, kann ich mir echt nur irgendwelche Sachen zusammenspinnen :
der docht könnte z.B. ein wenig Feuchtigkéit abbekommen haben und nicht vollständig brennen...

5.) die Masse an Wachs wird sich wohl verändert haben aber mehr fällt mir auch nicht ein...

ich hoffe, ich konnte zumindest ein paar Anregungen geben
-Ami- ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 11:59   #3   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: sauerstoffgehaltder luft

Zitat:
d.h. die kleineren kohlenstoffatome nehmen einfach die zwischenräume ein, die die großen sauerstoffatome vorher nicht nutzen konnten und deshalb braucht das entstandene gasgemisch CO2 weniger volumen. stimmt das?
Mit Sicherheit nicht. Aber was macht denn CO2 mit Wasser?

Zitat:
2. kann man sicher sein, dass der gesamte sauerstoff unter dem glas verbraucht wurde?
ich denke schon, sonst würde die kerze ja noch brennen, oder nicht?
Eigentlich nicht, sinkt der O2-Gehalt unter ein bestimmtes Limit, wird die Verbrennung nicht mehr unterhalten.

Zitat:
3. welcher physikalische vorgang stellt sicher, dass nicht nur der sauerstoff in höhe der kerzenflamme für die verbrennung zur verfügung stand?
da bin ich blank bzw ich kann das nicht fachlich korrekt erklären :-/
Diffusion (Durchmischung)

Zitat:
4. welche mängel des verwendeten materials führen zu ungenauen ergebnissen?
das weiß ich auch nicht
Thermische Ausdehnung des Glases, z.B.

Zitat:
5. sind die volumina vor, während und nach dem verbrennen überhaupt vergleichbar? was hat sich zusammen mit der verbrennung noch verändert?
der einzige punkt der mir dazu einfällt, ist, dass vorher (mein teelicht steht auf einer münze) das teelicht nicht so tief im wasser steht wie nachher (das teelicht beginnt durch den steigenden wasserpegel zu schwimmen und befindet sich daher zu einem größeren anteil unter wasser)
@Volumina : Nicht direkt, die Temperatur hat sich geändert.
@Auftrieb/Wasserverdrängung der Kerze : Sicher auch ein Punkt.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 12:04   #4   Druckbare Version zeigen
-Ami- weiblich 
Mitglied
Beiträge: 152
AW: sauerstoffgehaltder luft

dann hab ich ja sooo schlecht gar nicht geschätzt
-Ami- ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 12:08   #5   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: sauerstoffgehaltder luft

Zitat:
Zitat von -Ami-
dann hab ich ja sooo schlecht gar nicht geschätzt
Woraus schliesst Du das? Aus der Tatsache, dass wir vielleicht zufällig den gleichen Schwachsinn geschrieben haben?
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 12:20   #6   Druckbare Version zeigen
paddlboot Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: sauerstoffgehaltder luft

jetzt habt ihr mirs aber gegeben :-/

das volumen hat sich natürlich verkleinert, der wasserpegel unter dem glas ist ja um ein gutes stück gestiegen. und auf die frage "was macht den co2 mit wasser" weiß ich ehrlich gesagt keine antwort. wäre gut wenn mir das noch jemand genauer erläutern könnte ;-)

der rest hat mir schonmal weitergeholfen, danke
paddlboot ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 12:21   #7   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: sauerstoffgehaltder luft

Es löst sich.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 14:08   #8   Druckbare Version zeigen
paddlboot Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: sauerstoffgehaltder luft



davon hab ich ja noch nie gehört!? wie läuft denn das ab? ich meine, wie kann sich das lösen, wenn unten im glasinnern der wasserspiegel ist und der restliche raum vom kohlenstoffdioxid eingenommen wird?
paddlboot ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 14:19   #9   Druckbare Version zeigen
siloga  
Mitglied
Beiträge: 436
AW: sauerstoffgehaltder luft

Zitat:
Zitat von paddlboot


davon hab ich ja noch nie gehört!? wie läuft denn das ab?
es ensteht Kohlensäure, wenn sich CO2 in Wasser löst.
H2 O + CO2 => H2 CO3
siloga ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 10.07.2005, 15:54   #10   Druckbare Version zeigen
Rosentod Männlich
Moderator
Beiträge: 9.244
AW: sauerstoffgehaltder luft

3.)
Zitat:
Zitat von bm
Diffusion (Durchmischung)
Ich würde eher Konvektion sagen. Da es starke Temperaturgradienten unter dem Glas geben wird, ist die Luft garantiert nicht in Ruhe. Diffusion ist zwar auch vorhanden und spielt auch eine wichtige Rolle, jedoch wird der konvektive Transport dominant sein.
__________________
Lohnende Lektüre: die Kunst des Fragens (engl. Original: smart questions)
Rosentod ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 16:05   #11   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: sauerstoffgehaltder luft

Zitat:
Zitat von Rosentod
3.)
Ich würde eher Konvektion sagen. Da es starke Temperaturgradienten unter dem Glas geben wird, ist die Luft garantiert nicht in Ruhe. Diffusion ist zwar auch vorhanden und spielt auch eine wichtige Rolle, jedoch wird der konvektive Transport dominant sein.

Als organischer Chemiker unterscheidet man da nicht korrekt. Man durchmischt halt, sowohl das Gas, wie auch die Begriffe.

Konvektion ist natürlich hier der dominante Prozess.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.07.2005, 16:08   #12   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: sauerstoffgehaltder luft

Es ist sozusagen ein Standardschulversuch zur Bestimmung der Zusammensetzung der Luft. Fassen wir mal zusammen :

jedes O2 Molekül (theoretisch) reagiert bei der Verbrennung und es entsteht daraus ein CO2 bzw. ein H2O Molekül (Synthetisches Kerzenwachs sind ja Kohlenwasserstoffe). Du wirst beobachtet haben, dass der Wasserspiegel steigt, aber eben nicht sofort und auch nicht besonders schnell, ausserdem steigt er noch, nachdem die Flamme bereits erloschen ist. Das zeigt eindeutig, dass sich das gebildete CO2 erst mal im Wasser lösen muss. Von dem gebildeten Wasser musst du ausgehen, dass es ebenfalls kondensiert und so zu einer Volumenverringerung führt. Ungenauigkeiten liegen darin, dass man nicht weiss, wie lange man genau warten muss, bis man den Wasserstand abliest. Wenn man die Apparatur beispielsweise nach dem Versuch ein paar Tage unberührt stehen lässt, stellt man fest, dass sich die Wasserspiegel wieder angleichen...warum wohl Ausserdem steht das Gasvolumen unter der Glocke nach dem Versuch nicht mehr unter demselben Druck als vorher - warum wohl und welchen Einfluss hat das auf das Ergebnis ?
Weiterer Faktor : Wasserdampfsättigung anders vor dem Versuch als hinterher. Begrenzte Löslichkeit des CO2 im Wasser usw.

Verbesserungsvorschläge : man wiederhole den Versuch mit Stoffen, die nicht gasförmige, sondern feste Verbrennungsprodukte liefern. Weisser Phosphor ist ein guter Kandidat ! Das unterbindet bereits ein paar Fehlerquellen...

Durschmischung des Gases durch Konvektionsströmung infolge des Temperaturgradienten. Ausserdem hat bm Recht, wenn er sagt, dass der Sauerstoff natürlich nicht ganz verbraucht wird, sondern die Flamme bereits vorher erlischt. Mit P kriegt man den Sauerstoff besser gebunden.
Man kann auch in einer leicht abgewandelten Apparatur den Sauerstoff in Pyrogallollösung lösen; das bindet den Sauerstoff vollständiger als die Kerzenflamme.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.07.2005, 18:17   #13   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Beiträge: 953
AW: sauerstoffgehaltder luft



übrigens ist der sauerstoffgehalt in der nähe von magneten höher als in der restlichen umgebung
damit werd ich mal reich... da kann man hundertpro so ein verarschungsfitnessprodukt draus machen wie zum beispiel magnetische nasenpflaster

mfg jojo
noob ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.07.2005, 07:30   #14   Druckbare Version zeigen
bogumil Männlich
Mitglied
Beiträge: 360
AW: sauerstoffgehaltder luft

Zitat:
da kann man hundertpro so ein verarschungsfitnessprodukt draus machen wie zum beispiel magnetische nasenpflaster
LOL. Hättste nicht verraten dürfen. Wenn Du Deinen Nasenclip rausbringst, leg ich dar, dass beim Joggen die Bewegung den Sauerstoff nicht an den kleinen Magneten kommen lässt und bringe einen Magnethelm raus. Etwa so groß wie der von Darth Vader stärkt der dann auch die Nackenmuskulatur. Und man kann sich, wenn man keine Kraft mehr zum Weiterlaufen hat einfach mit seinem Schädel an den nächsten Bus heften und nach Hause fahren lassen.
bogumil ist offline   Mit Zitat antworten
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