Vollständige Verbrennung von Kohlenstoff – Berechnung (Übungsvideo 1)

Vollständige Verbrennung von Kohlenstoff – Chemie

Das chemische Element Kohlenstoff mit dem Elementsymbol $\ce{C}$ ist ein sehr vielseitiges Element, welches dir im Alltag ständig begegnet. Einige Erscheinungsformen von Kohlenstoff sind beispielsweise schwarze Kohle, Kohlenstoffdioxidgas $(\ce{CO2})$ in der Luft oder als Grundbestandteil von Kunststoffen.

Doch was entsteht bei einer vollständigen Verbrennung von Kohle? Und was versteht man unter vollständiger und unvollständiger Verbrennung von Kohle? Bei einer vollständigen Verbrennung wird die höchstmögliche Menge an Sauerstoff bei der Reaktion gebunden. Von einer unvollständigen Verbrennung spricht man, wenn in dem Produkt noch unverbrannte Anteile vorhanden sind. Eine Verbrennung ist eine exotherme Redoxreaktion, bei der ein Brennstoff wie zum Beispiel Kohlenstoff durch Sauerstoff oxidiert wird.

In diesem Text erfährst du, was bei der Verbrennung von Kohlenstoff $(\ce{C})$ mit Sauerstoff $(\ce{O2})$ passiert. Dir wird die Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Kohlenstoff $(\ce{C})$ zu Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$ gezeigt. Man darf also die hier gezeigte Rechnung nur auf die vollständige Verbrennung von Kohlenstoff anwenden. Zuletzt lernst du, wie du die Menge an Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$ berechnen kannst und wie viel Sauerstoff $(\ce{O2})$ benötigt wird, wenn du ein Kilogramm Kohle $(\ce{C})$ verbrennst.

Welche Produkte entstehen bei vollständiger Verbrennung von Kohlenstoff?

Wie reagiert Kohlenstoff $(\ce{C})$ mit Sauerstoff $(\ce{O2})$? Bei hohen Temperaturen – also bei einer Verbrennung – findet eine Reaktion von Kohlenstoff $(\ce{C})$ mit Sauerstoff $(\ce{O2})$ statt. Und was entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff $(\ce{C}$)? Einfach erklärt entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff $(\ce{C})$ Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion. Die Reaktionsgleichung von der Verbrennung von Kohlenstoff zu $\ce{CO2}$ kannst du hier sehen:

$\ce{C + O2 ->[\Delta T] CO2}$

Wie viel $\ce{CO2}$ entsteht beim Verbrennen von Kohle?

Nun wollen wir berechnen, wie viel Kohlenstoffdioxid bei einer vollständigen Verbrennung von Kohle entsteht. Wir nehmen an, dass wir $\pu{1 kg}$ Kohlenstoff $(\ce{C})$ verbrennen. Um nun zu berechnen, wie viel Kilogramm Kohlenstoffdioxid dabei entsteht, kannst du folgende Schritte durchführen:

Wenn du also 1 000 $\pu{g}$ Kohlenstoff $(\ce{C})$ vollständig verbrennst, erhältst du 3 667 $\pu{g}$ Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$.

Wie viel Sauerstoff $\ce{O2}$ wird für die Reaktion benötigt?

Anhand der gleichen Vorgehensweise wie zuvor könntest du auch die Menge an benötigtem Sauerstoff vorhersagen. Aber Achtung: Sauerstoff liegt in einem Molekül vor. Da bei einem Sauerstoffmolekül zwei Sauerstoffatome gebunden sind $(\ce{O2})$, musst du die Molmasse hier verdoppeln:

Wenn du also ein Kilogramm Kohlenstoff $(\ce{C})$ vollständig verbrennst, benötigst du dazu 2 667 $\pu{g}$ Sauerstoff $(\ce{O2})$.
Wir haben also alles richtig berechnet, da:

$1\,000 g \ C + 2\,667 g \ O_2 = 3\,667 g \ CO_2$

Das Video Vollständige Verbrennung von Kohlenstoff – Berechnung (Übungsvideo 1)

In diesem Video lernst du die Verbrennung der Kohle $(\ce{C})$ und die Reaktionsgleichung von Kohlenstoff $(\ce{C})$ und Sauerstoff $(\ce{O2})$ kennen. Die Verbrennung von Kohlenstoff ist eine exotherme Redoxreaktion. Dabei reagiert Kohlenstoff $(\ce{C})$ mit Sauerstoff $(\ce{O2})$ und es entsteht das Gas Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$. Du erfährst, wie du herausfinden kannst, wie viel Sauerstoff $(\ce{O2})$ für die Reaktion benötigt wird und wie viel Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$ dabei entstehen wird.

Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!