Berechnen Sie die molare Volumenarbeit (101,3 kPa, 0°C)

Question

Aufgabe:

Ammoniumnitrat wird als Sicherheitssprengstoff verwendet. Es zerfällt explosionsartig in Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf. Berechnen Sie die Monate Volumenarbeit (101,3 kPa ; 0 grad C).

Welche Volumenarbeit entsteht, wenn 20 kg Ammoniumnitrat reagieren.

Problem/Ansatz:

Ich weiß leider nicht wie man anfängt, geschweige denn auf ein Ergebnis kommt.

Vielen Dank im Voraus für die Antwort(en)!

Answer 1

Salut Hanna,

Ammoniumnitrat wird als Sicherheitssprengstoff verwendet. Es zerfällt explosionsartig in Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf. Berechnen Sie die Monate Volumenarbeit (101,3 kPa ; 0 grad C).

Welche Volumenarbeit entsteht, wenn 20 kg Ammoniumnitrat reagieren

NH₄NO₃   →   N₂ +  2 H₂O +  0,5 O₂

Bei 0°C und 101,3 kPa Druck liegt Wasser in flüssiger Form vor. Es ergeben sich also bei Einsatz von 1 mol Ammoniumnitat 1,5 mol an gasförmigen Produkten

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Für die Volumenänderungsarbeit gilt: W =  - p * V

Das ideale Gasgesetz lautet p * V =  n * R * T

⇒  W =  - n * R * T

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Einsetzen der gegebenen und berechneten Werte:

W =  -1,5 mol * 8,314 kg m² s^-2 mol-1 K^-1 * 273,15 K = -3406,45 kg m² s^-2 =  -3406,45 J

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Bei Einsatz von 20 kg Ammoniumnitrat ergibt sich eine Stoffmenge von

n (NH₄NO₃)  =  20.000 g / 80,043 g mol^-1 =  249,865 mol

Es entstehen somit 249,865 * 1,5 mol = 374,79 mol an gasförmigen Produkten.

Daraus folgt:

W =  -374,79 mol * 8,314 kg m² s^-2 mol^-1 K^-1 * 273,15 K =  -851136,509 kg m² s^-2 =  -851,136 kJ

Schöne Grüße :)