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Aufgabe:

Sie arbeiten in einem Pilotbetrieb. In einem neuen Verfahren soll Ethan als Reaktand eingesetzt werden. FĂŒr die Risikoanalyse wollen sie die Sauerstoffgrenzkonzentration abschĂ€tzen. Sie rechnen mit einem Wert fĂŒr die UEG von 2.6v%


Reaktionsgleichung :

C2H6 + X O2 -> Y CO2 + Z H2O


Wie gross ist die Sauerstoffgrenzkonzentration? Runden Sie auf eine Nachkommastelle.


Problem/Ansatz:

Wie kann ich so eine Berechnung berechnen?

von

GrĂŒĂŸe chemweazle,

Diese Aufgabe wurde schon mal gestellt und gelöst, vor ca 2 Jahren.

Gefragt am 22. Dez 2021 von lilu99

1 Antwort

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Beste Antwort

GrĂŒĂŸe chemweazle,

poste nochmals diese Àltere Aufgabe.

Wie gross ist die Sauerstoffgrenzkonzentration?

Aufgabe:

Sie arbeiten in einem Pilotbetrieb. In einem neuen Verfahren soll Ethan als Reaktand eingesetzt werden. FĂŒr die Risikoanalyse wollen sie die Sauerstoffgrenzkonzentration abschĂ€tzen. Sie rechnen mit einem Wert fĂŒr die UEG von 2.6v%
Reaktionsgleichung



Wie gross ist die Sauerstoffgrenzkonzentration? Runden Sie auf eine Nachkommastelle (2 Punkte).

Reaktionsgleichung fĂŒr die Verbrennung von Ethan, irreversible Reaktion

2 H3C-CH3(g) + 7 O2(g) → 4 CO2(g) + 6 H2O(g)

Anmerkung: Der Begriff Konzentration bedeutet in diesen ZusammenhĂ€ngen der Volumenanteil einer Komponente im Gasgemisch, V(Ethan) /  Vges, und nicht wie sonst ĂŒblich, die molare Konzentration, Stoffmenge pro Volumen, c = n / V.

Die UntereExplosionsGrenze gibt den Volumenanteil von Ethan eines Ethan-Luft-Gemisches an.

Dieser Volumenanteil bedeutet das Teilvolumen an Ethan; V(Ethan) zum Gesamtvolumen, Vges, der "mageren" explosiblen Mischung, das Gesamtvolumen besteht aus dem Volumen von Ethan plus dem Volumen an Luft,

Vges = V(Ethan) + V(Luft).

$$UEG = \frac{V(Ethan)}{Vges} = \frac{V(Ethan)}{V(Ethan) + V(Luft)} = 0,026$$


Daraus ergibt sich noch einen Volumenanteil an Luft dieser explosiblen Gasmischung, wenn man das Gasgemisch Luft, bestehend aus 21 Volumen% Sauerstoff plus 79 Volumen% Stickstoff, zunÀchst als eine Komponente betrachtet.
Der Luftanteil, Volumen- und Stoffmengenanteil wÀre dann V(Luft) geteilt durch Vges, V(Luft) / (V(Ethan) + V(Luft) ).

$$Volumenanteil(Luft) = \frac{V(Luft)}{Vges} = \frac{V(Luft)}{V(Ethan) + V(Luft)} = 1 - 0,026$$

Beide Volumenanteile ergeben in der Summe 1 = 100 %.

$$1 = \frac{V(Ethan)}{Vges} + \frac{V(Luft)}{Vges} = \frac{V(Ethan)}{V(Ethan) + V(Luft)} + \frac{V(Luft)}{V(Ethan) + V(Luft)}$$

Der Volumenanteil an Luft ergibt sich fĂŒr die Untere Explosions-Grenze aus 1 minus dem Volumenanteil an Ethan.

Der Volumenanteil an Luft betrÀgt bei der UEG, Volumenanteil(Luft) = 1 - 0,026 = 0,974.

Die Luft hat einen Sauerstoffvolumenanteil von 0,21 = 21 %, das ist bei einem idealen Gasgemisch auch gleich dem Stoffmengenanteil(Molenbruch).


Der Volumenanteil des Sauerstoffs, hier auch Sauerstoffgrenzkonzentration genannt, in diesem Gemisch der Unteren Explosionsgrenze,UEG, bestehend aus Ethan und Luft, betrĂ€gt somit 0,21 mal dem Luftanteil dieses Gemisches, also 0,21 * 0,974 = 0,20454 ≈ 0,2

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