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Wie viel Energie steckt in Benzin?
AFB I–IIBenzin besteht zu einem großen Teil aus Octan-Isomeren (\(M(\ce{C8H18}) = 114{,}2\,\text{g/mol}\)). Ein Prüflabor verbrennt \(1{,}00\,\text{g}\) Octan in reinem Sauerstoff in einem Bombenkalorimeter (starres Stahlgefäß). Das Kalorimeter nimmt dabei \(47{,}8\,\text{kJ}\) Wärme auf; Anfangs- und Endtemperatur des Reaktionsgemischs betragen 25 °C, das Wasser liegt am Ende flüssig vor.
- Formulieren Sie die Reaktionsgleichung der vollständigen Verbrennung von Octan mit Aggregatzuständen und bestimmen Sie \(\Delta n(\text{g})\) für den Formelumsatz.
- Berechnen Sie die molare innere Reaktionsenergie \(\Delta_r U\) der Verbrennung.
- Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie \(\Delta_r H\) bei 25 °C.
- Beurteilen Sie, ob die Unterscheidung von \(\Delta_r U\) und \(\Delta_r H\) für die Angabe des Energiegehalts von Benzin an der Tankstelle bedeutsam ist.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Wasser flüssig, Octan flüssig; ganzzahlige oder halbe Koeffizienten.
Hinweis zu Aufgabe b)
In der Bombe ist W = 0.
Hinweis zu Aufgabe c)
ΔrH = ΔrU + Δn(g)·R·T.
Hinweis zu Aufgabe d)
Relativen Unterschied berechnen.