Vollständige und unvollständige Verbrennung einer kohlenstoffhaltigen Substanz

Question

Aufgabe:

Wie kann ich diese Reaktionsgleichung abändern, sodass anstatt CO2 CO entsteht?

C3H7OH + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

Answer 1

Salut,

Wie kann ich diese Reaktionsgleichung abändern, sodass anstatt CO2 CO entsteht?

C3H7OH + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

Deine Reaktionsgleichung müsste zunächst noch ausgeglichen werden:

2 C₃H₇OH  +  9 O₂  →  6 CO₂  +  8 H₂O   

Bei dieser Reaktion handelt es sich um eine vollständige Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Stoffes zu Kohlendioxid und Wasser, unter Voraussetzung einer genügenden Sauerstoffzufuhr.

Ist die Sauerstoffzufuhr hingegen zu gering, kommt es zu einer unvollständigen Verbrennung, wodurch neben Kohlendioxid und Wasser auch Kohlenstoff in Form von Ruß und eben das giftige Kohlenmonoxid CO gebildet werden. Dass CO *anstatt* von CO₂ erzeugt wird, ist deshalb leider nicht ganz richtig.

2 C₃H₇OH  +  7 O₂  →  3 CO₂ + 2 CO + C + 8 H₂O  

Ups, und wo steckte der Rest meiner Antwort ?

Aber, auch wenn die untere Reaktionsgleichung auf den ersten Blick stöchiometrisch ausgeglichen erscheint, so ist sie im Prinzip nichts wert, denn bei unvollständigen Verbrennungen hängen die Folge- und Endprodukte immer von ganz exakten Rahmenbedingungen ab, wobei Druck, Temperatur oder Reaktionsgeschwindigkeiten alleine noch nicht ausschlaggebend sind. Du kannst also bei einer unvollständigen Verbrennung über Stöchiometrie nicht erkennen, ob beispielsweise auf ein Teilchen Kohlenstoff (C) vielleicht 2 oder gar 4 CO - oder CO₂ - Teilchen kommen bzw. welche Mischung der Produkte überhaupt in Erscheinung tritt.  Dies wiederum bedeutet letztlich aber, dass du durch deine Frage keinerlei Möglichkeit hast, dir eine genaue Lösung auch nur näherungsweise zu errechnen.

Bitte demnächst immer die Klassenstufe angeben.

Viele Grüße :)  

Comments

Mein Kommentar kann gelöscht werden, sobald du ihn gesehen hast. Ist https://www.mathelounge.de/649138/10-2-4-2-ohne-taschenrechner-abschatzen?show=649153#c649153 relevant für die Chemielounge. Mitglied hier schon aktiv?

Answer 2

Hallo! Die Reaktionsgleichung lautet: $$\mathrm{C_{3}H_{7}OH+3O_{2}\longrightarrow3CO+4H_{2}O}$$ Ob und ggf. wie und zu welchem Anteil diese Reaktion technisch dargestellt werden kann, lässt sich aus dieser Gleichung allerdings nicht ableiten.

Comments

Eine unvollständige Verbrennung ist viel zu komplex, um sie mit lediglich einer einzigen Gleichung beschreiben zu können, da die unterschiedlichsten Zusammensetzungen der Produkte möglich sind.

Wie begründest du beispielsweise in deiner Reaktionsgleichung, dass lediglich CO und H₂O gebildet werden, aber kein elementarer Kohlenstoff (Ruß) oder CO₂ ? Dies vor allem auch unter dem Aspekt, dass keinerlei Rahmenbedingungen in der Fragestellung benannt werden, unter denen die Verbrennung unvollständig ist.

Somit kann man auch nicht ausschließen, dass sich das Produktspektrum folgendermaßen präsentiert:

C₃H₇OH + 3 O₂  →  CO₂  + CO + C + 4 H₂O

Zu diesem Problem siehe bitte auch meine Antwort.

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Eine unvollständige Verbrennung ist viel zu komplex, um sie mit lediglich einer einzigen Gleichung beschreiben zu können, da die unterschiedlichsten Zusammensetzungen der Produkte möglich sind.

Das sehe ich eigentlich genauso. Wir müssten also, um eine sinnvolle Beschreibung dieses Verbrennungsprozesses zu bekommen, für jedes der denkbaren Produkte (CO_{2}, CO, C,...) eine Reaktionsgleichung aufstellen. So werden ungerechtfertigte Aussagen über die Mengenverhältnisse vermieden.

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Das sehe ich eigentlich genauso.

Dann verstehe ich allerdings nicht, warum du in deiner Antwort so bestimmt geschrieben hast:

Die Reaktionsgleichung lautet:
C3H7OH+3O2⟶3CO+4H2O

Aber egal, ist jetzt auch nicht mehr wichtig. Der Fragesteller zeigt eh kein Interesse mehr an den Antworten.

Schönes Wochenende :)

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Ich formuliere mal etwas genauer: "Die Reaktionsgleichung für die unvollständige Verbrennung zu CO lautet..." Das ist meiner Meinung nach das, was der Aufgabensteller hier erwartet und wonach der Frager gefragt hat.

Die Gleichung habe ich händisch mit Papier und Bleistift ausgerechnet. Das geht natürlich auch mit einem Ausgleichsrechner, etwa mit "https://de.webqc.org/balance.php" oder mit "http://sciencesoft.at/equation/?lang=de".

Auf dem Tisch, an dem ich hier sitze, steht noch eine Flasche "Isopropylalkohol 70% (V/V) Hetterich", die ich eigentlich noch wegräumen wollte. Sie stammt aus der Apotheke und war, wenn ich mich recht erinnere, billiger als im Internet.

Schönen Wochenstart!