Untersuchung der Verbrennung eines Erdölproduktes: Unterschied zwischen den Versionen

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(Bestandteile des Erdöls)
 
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== Vorabinformationen zu Erdöl und anderen fossilen Brennstoffe ==
 
== Vorabinformationen zu Erdöl und anderen fossilen Brennstoffe ==
  
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Bei der Untersuchung der Abgase, kann man so vorgehen, dass man die Abgase zunächst einmal auffängt, zum Beispiel unter Wasser, und dann mit den bekannten Untersuchungs-Methoden, wie etwa Nachweis-Reaktionen, die Zusammensetzung feststellt.
  
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Wenn man schon weiß, was zu erwarten ist, kann man die Abgase gezielt durch eine Apparatur leiten, in der gleich die Stoffe nachgewiesen werden, wenn sie vorhanden sind. Bei der folgenden Apparatur wird gezielt nach den Verbrennungsprodukten von Kohlenstoff und Wasserstoff gesucht, da Erdöl und Erdöl-Bestandteile ja Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff sind.
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* '''Kohlenstoff''' verbrennt an der Luft zu '''Kohlen(stoff)dioxid'''.
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* '''Wasser:''' Wasser färbt weißes Kupfersulfat blau.
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* '''Kohlendioxid:''' Kalkwasser wird durch Kohlendioxid getrübt, weil ein weißer, unlöslicher Stoff entsteht
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* '''Kohlendioxid:''' Kalkwasser wird durch Kohlendioxid getrübt, weil ein weißer, unlöslicher Stoff (Kalk) entsteht.
 
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=== Treibhauseffekt ===
  
=== Filme zur Atmosphäre und Wasser als Verbindung ===
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Nun haben wir also nachgewiesen, das Kohlendioxid eines der Verbrennungsprodukte von fossilen Brennstoffen ist. Sicher hast du im Zusammenhang mit Kohlendioxid den Begriff '''Treibhauseffekt''' schon einmal gehört. Und da Kohlendioxid einen Einfluss auf das Klima haben soll, wird immer wieder gefordert, den Ausstoß von Kohlendioxid zu reduzieren.
  
Die folgenden zwei Filme-Teile zum Thema '''''Die Atmosphäre - ist sie für uns nur Luft?''''' informieren sehr ausführlich über die Luft und ihre Bestandteile: {{Video}}&nbsp;[http://www.youtube.com/watch?v=r1D7SYgDjZ8 Teil 1/2] und {{Video}}&nbsp;[http://www.youtube.com/watch?v=DOydGgqMKmo Teil 2/2]. Nebenbei wird auch noch einmal Wasser und dessen Zerlegung betrachtet.
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{{AufgabeNr|2|2=Schau dir den Film an und notiere hinter der Überschrift '''Kohlendioxid und der Treibhauseffekt''' folgende Informationen:
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* Was ist vereinfacht formuliert der natürliche Treibhauseffekt und warum ist er wichtig?
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* Welche "Funktion" hat das Kohlendioxid beim Treibhauseffekt?
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=== Zusatz: Filme zur Atmosphäre und Wasser als Verbindung ===
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Die folgenden zwei Filme-Teile zum Thema '''''Die Atmosphäre - ist sie für uns nur Luft?''''' informieren über die Luft und ihre Bestandteile: {{Video}}&nbsp;[http://www.youtube.com/watch?v=r1D7SYgDjZ8 Teil 1/2] und {{Video}}&nbsp;[http://www.youtube.com/watch?v=DOydGgqMKmo Teil 2/2]. Nebenbei wird auch noch einmal Wasser und dessen Zerlegung betrachtet.
  
 
== Bestandteile des Erdöls ==
 
== Bestandteile des Erdöls ==
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{{Kurzregel|Bei chemischen Reaktionen findet eine Umlagerung von Atomen statt. Aktivierungs-Energie wird unter anderem benötigt, um vorhandene Verbindungen zu zerbrechen.}}
 
{{Kurzregel|Bei chemischen Reaktionen findet eine Umlagerung von Atomen statt. Aktivierungs-Energie wird unter anderem benötigt, um vorhandene Verbindungen zu zerbrechen.}}
  
Welche und wieviele Atome in einem Moleküls enthalten sind kann man auf zwei Arten darstellen:
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Welche und wieviele Atome in einem Moleküls enthalten sind kann man auf zwei Arten beschreiben:
* in der '''Symbolschreibweise''', wo für jedes Atom ein bestimmtes Symbol aus einem oder zwei Buchstaben steht.  
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* In der '''Symbolschreibweise''', wo für jedes Atom ein bestimmtes Symbol aus einem oder zwei Buchstaben steht.  
* in einer '''Kugeldarstellung''', eine Art vereinfachtes Modell für das Molekül, bei der für jedes Atom eine Kugel gezeichnet wird. Dabei kommt es nicht nur auf die Anzahl und die Art der enthaltenen Atom an, sondern auch wie sie untereinander angeordnet sind.  
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* In einer '''Kugeldarstellung''', eine Art vereinfachtes Modell für das Molekül, bei der für jedes Atom eine Kugel gezeichnet wird. Dabei kommt es nicht nur auf die Anzahl und die Art der enthaltenen Atom an, sondern auch wie sie untereinander angeordnet sind.  
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! Bezeichnung der Verbindung
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! Kugeldarstellung
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|-
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| [[File:H2o.png|80px]]
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{{AufgabeNr|XX|Fülle das Arbeitsblatt ...}}
 
{{AufgabeNr|XX|Fülle das Arbeitsblatt ...}}

Aktuelle Version vom 14. Januar 2014, 15:50 Uhr

Inhaltsverzeichnis

Vorabinformationen zu Erdöl und anderen fossilen Brennstoffe


Untersuchung der Abgase einer Kerze

Warum eine Kerze? Viele Kerzen bestehen aus Paraffin, das ein Nebenprodukt der Erdölverarbeitung ist. Paraffin ist, genau wie die anderen Erdölbestandteile, eine Verbindung aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Man nennt sie daher auch Kohlenwasserstoffe. Die Verbrennungsprodukte sind immer die gleichen.

Luftzusammensetzung

Um die Abgase von den normalen Luftbestandteilen zu unterscheiden, solltest du dich über die Luftbestandteile informieren.


Nuvola apps kpdf recolored.png Im Buch zu lesen: Zum Thema Luft und Luftbestandteile findest du in unserem Buch Informationen auf den Seiten ???.


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 1

Zeichne ein Kreisdiagramm zur Zusammensetzung der Luft: Zeichne das Kreis-Diagramm mit den entsprechenden Anteilen auf ein DIN A4 Blatt und halte neben jedem Luftbestandteil sehr kurz Informationen zu dem Luftbestandteil fest. Beispiel: Name, Eigenschaften, Verwendung, ...

Weißt du nicht mehr, wie man ein Kreis-Diagramm zeichnet? Die 100% Luft müssen auf Winkelabschnitte verteilt werden. So entspricht dann der Vollkreis (also 360°) den 100%. Dann musst du mit Hilfe der Prozentrechnung oder Dreisatzrechnung den Prozentsatz in den Prozentwert (den Winkel) umrechnen. Vom Mittelpunkt aus wird der Kreisausschnitt mit dem entsprechenden Winkel eingezeichnet.


Durchführung der Analyse

Eine Analyse (von altgriech. ἀνάλυσις analysis „Auflösung“) ist eine systematische Untersuchung, bei der das untersuchte Objekt oder Subjekt in Bestandteile (Elemente) zerlegt wird und diese anschließend geordnet, untersucht und ausgewertet werden.

Wikipedia-logo.png Analyse, Wikipedia – Die freie Enzyklopädie, 6.5.2013 - Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar; zusätzliche Bedingungen können anwendbar sein. Siehe die Nutzungsbedingungen für Einzelheiten. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.


Bei der Untersuchung der Abgase, kann man so vorgehen, dass man die Abgase zunächst einmal auffängt, zum Beispiel unter Wasser, und dann mit den bekannten Untersuchungs-Methoden, wie etwa Nachweis-Reaktionen, die Zusammensetzung feststellt.

Wenn man schon weiß, was zu erwarten ist, kann man die Abgase gezielt durch eine Apparatur leiten, in der gleich die Stoffe nachgewiesen werden, wenn sie vorhanden sind. Bei der folgenden Apparatur wird gezielt nach den Verbrennungsprodukten von Kohlenstoff und Wasserstoff gesucht, da Erdöl und Erdöl-Bestandteile ja Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff sind.

  • Kohlenstoff verbrennt an der Luft zu Kohlen(stoff)dioxid.
  • Wasserstoff verbrennt an der Luft zu Diwasserstoffoxid (=Wasser).
Analyse Apparatur.png


Nachweis von ...

  • Wasser: Wasser färbt weißes Kupfersulfat wieder blau.
  • Kohlendioxid: Kalkwasser wird durch Kohlendioxid getrübt, weil ein weißer, unlöslicher Stoff (Kalk) entsteht.


Treibhauseffekt

Nun haben wir also nachgewiesen, das Kohlendioxid eines der Verbrennungsprodukte von fossilen Brennstoffen ist. Sicher hast du im Zusammenhang mit Kohlendioxid den Begriff Treibhauseffekt schon einmal gehört. Und da Kohlendioxid einen Einfluss auf das Klima haben soll, wird immer wieder gefordert, den Ausstoß von Kohlendioxid zu reduzieren.

Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 2

Schau dir den Film an und notiere hinter der Überschrift Kohlendioxid und der Treibhauseffekt folgende Informationen:

  • Was ist vereinfacht formuliert der natürliche Treibhauseffekt und warum ist er wichtig?
  • Welche "Funktion" hat das Kohlendioxid beim Treibhauseffekt?

UbuntuStudio-Icons-Video Production.svg Ausschnitt aus der Sendung Nano zur Wirkung der Atmosphäre auf die Erd-Temperatur und UbuntuStudio-Icons-Video Production.svg Kopfball-Experimente zum Thema Treibhauseffekt.


Wirkung der Sonnenstrahlen auf die Erde mit Atmosphäre Wirkung der Sonnenstrahlen auf die Erde ohne Atmosphäre

Einstrahlung-ausstrahlung-mit-atmosphaere.jpg

Einstrahlung-ausstrahlung-ohne-atmosphaere.jpg

Zusatz: Filme zur Atmosphäre und Wasser als Verbindung

Die folgenden zwei Filme-Teile zum Thema Die Atmosphäre - ist sie für uns nur Luft? informieren über die Luft und ihre Bestandteile: UbuntuStudio-Icons-Video Production.svg Teil 1/2 und UbuntuStudio-Icons-Video Production.svg Teil 2/2. Nebenbei wird auch noch einmal Wasser und dessen Zerlegung betrachtet.

Bestandteile des Erdöls

Wie du schon im erste Film mitbekommen haben solltest, ist Erdöl ein Gemisch vieler verschiedener Stoffe. Wir wollen es uns noch ein wenig genauer anschauen. Um dies besser machen können, führen wir noch ein paar Begriffe ein:

  • Ein Atom (von griechisch átomos, „das Unteilbare“) ist das kleinste Baustein eines reinen chemisches Element.
  • Ein Molekül kommt als kleinstes Teilchen in Verbindungen vor und ist aus mindestens zwei Atomen fest zusammengesetzt.


Bei chemischen Reaktionen findet eine Umlagerung von Atomen statt. Aktivierungs-Energie wird unter anderem benötigt, um vorhandene Verbindungen zu zerbrechen.


Welche und wieviele Atome in einem Moleküls enthalten sind kann man auf zwei Arten beschreiben:

  • In der Symbolschreibweise, wo für jedes Atom ein bestimmtes Symbol aus einem oder zwei Buchstaben steht.
  • In einer Kugeldarstellung, eine Art vereinfachtes Modell für das Molekül, bei der für jedes Atom eine Kugel gezeichnet wird. Dabei kommt es nicht nur auf die Anzahl und die Art der enthaltenen Atom an, sondern auch wie sie untereinander angeordnet sind.


Bezeichnung der Verbindung Symbolschreibweise Kugeldarstellung
Wasser H2O H2o.png
Kohlendioxid CO2 Carbon-dioxide-3D-vdW.png


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe XX

Fülle das Arbeitsblatt ...



Bei den folgenden Darstellungen der kleinsten, zusammengesetzten Teilchen der Kohlenwasserstoff-Verbindungen, handelt es sich um vereinfachte Darstellungen. Die Kugeln stehen für folgende Elemente:

  • die weiße, etwas kleinere Kugel, steht für ein Wasserstoff-Atom Kugelmodell Wasserstoff-Atom.png
  • die dunkelgraue Kugel, steht für ein Kohlenstoff-Atom Kugelmodell Kohlenstoff-Atom.png
Name Bedeutung Chemische Formel Darstellung als Kugelmodell Siedetemperatur
Methan Wichtiger Bestandteil des Erdgases CH4 Kugelmodell Methan.png  ?
Ethan Ebenfalls im Erdgas enthalten. C2H6 Kugelmodell Ethan.png ?
Ethen oder Ethylen Gas zur Herstellung von Polyethylen und vielen anderen Produkten der chemischen Industrie C2H4 Kugelmodell Ethen.png ?
Ethin oder Acetylen Ebenfalls wichtiger Ausgangsstoff der Chemie, Verwendung zum autogenen Schweißen C2H2 Kugelmodell Ethin.png ?
Butan Im Feuerzeug-Gas enthalten. C4H10 Kugelmodell Butan.png ?
Butadien Ausgangsstoff von künstlichem Kautschuck C4H6 Kugelmodell 1,3-Butadien.png ?
Octan Es gab der "Octan-Zahl" den Namen. Bestandteil von Benzin. C8H18 Kugelmodell Octan.png ?
Iso-Octan Der Bezugs-Bestandteil des Benzins, dass die Octan-Zahl 100 hat. Ist weniger leicht entzündlich als Octan. C8H18 Kugelmodell Isooctan.png ?
Benzol Ein sogenannter "Aromat", ist allerdings giftig. In Benzin enthalten und wichtiger Ausgangsstoff in der chemischen Industrie. C6H6 Kugelmodell Benzol.png ?