Verbrennung Methan Entstehung von Kohlenstoffioxid und Wasser

Question

Aufgabe:

Bei der Verbrennung von Methan mit Sauerstoff entstehen Kohlendioxid und Wasser (Reaktionsgleichung: CH4+2O2———>2H2O+Co2.)Wieviel Gramm Methan müssen verbrannt werden um 36 g Wasser zu erzeugen? (Atommassen: H = 1,0 u; C = 12,0 u; 0 = 16,0 u

Comments

Berechne zunächst mal die Molmassen aller Moleküle.

Das solltest du hinbekommen.

Answer 1

Grüße chemweazle,

Verbrennung von Methan

Reaktionsgleichung

1 CH_4(g) + O_2(g) → 1 CO_2(g) + 2 H₂O_(g)

Frage: Welche Masse an Methan muß mit Sauerstoff verbrannt werden, für die Darstellung von 36 g Wasser (2 mol) ?

Molmassen, ganzzahlig gerundete Werte

M(CH₄) = ( 12+1*4 ) g / mol = 16 g /mol

M(H₂O) = ( 16+1*2 ) g / mol = 18 g / mol

Stöchiometrische Verhältnisse, Sttoffmengen und Massen

Die Stoffmenge an erzeugten Wasser verhält sich zur Stoffmenge an verbranntem Methan wie die Stöchiometrischen Faktoren in der Reaktionsgleichung.

1 mol Methan liefert bei der vollständigen Verbrennung 2 mol Wasser und 1 mol Kohlendioxid.

n (H₂O)_erzeugt / n(CH₄)_verbrannt = 2 / 1

$$\dfrac{n(H_{2}O)_{erzeugt}}{n(CH_{4})_{verbrannt}} = \frac{\blue{2}}{\red{1}} = 2$$

Umstellung der Gleichung mit Multiplikation der Stoffmenge an Methan liefert die Stoffmengen-Äquivalenzgleichung

n (H₂O)_erzeugt = 2 * n(CH₄)_verbrannt

Substitution mit Stoffmenge ist gleich Masse geteilt durch Molmasse, n = m / M, auf beiden Seiten der Gleichung, liefert:

$$n(H_{2}O)_{erzeugt} = \dfrac{m(H_{2}O)}{M(H_{2}O)}$$

und

$$n(CH_{4})_{verbrannt} = \dfrac{m(CH_{4})}{M(CH_{4})}$$

$$\dfrac{m(H_{2}O)}{M(H_{2}O)} = 2\cdot \dfrac{m(CH_{4})}{M(CH_{4})}$$

Umgestellt nach der Masse an verbranntem Methan :

$$\frac{1}{2}\cdot M(CH_{4})\cdot \dfrac{m(H_{2}O)}{M(H_{2}O)} = m(CH_{4})$$

$$\frac{1}{2}\cdot \frac{16\cdot g}{mol}\cdot \dfrac{36\cdot g\cdot mol}{18\cdot g} = m(CH_{4})$$

$$m(CH_{4}) = \frac{1}{2}\cdot \frac{16\cdot g}{mol}\cdot 2\cdot mol$$

$$m(CH_{4}) = 16 g$$