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Wassergas aus Koks
AFB I–IILeitet man Wasserdampf über glühenden Koks, entsteht „Wassergas“, ein Gemisch aus Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff: \(\ce{C(s) + H2O(g) -> CO(g) + H2(g)}\). Die Reaktion kühlt den Koks ab; deshalb bläst man im Wechsel Luft ein, damit ein Teil des Kokses verbrennt und die Temperatur wieder steigt.
M1Verbrennungsenthalpien (25 °C, 1013 hPa)
| Nr. | Gleichung | \(\Delta_r H^\circ\) in \(\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) |
|---|---|---|
| (1) | \(\ce{C(s) + O2(g) -> CO2(g)}\) | −393,5 |
| (2) | \(\ce{CO(g) + 1/2 O2(g) -> CO2(g)}\) | −283,0 |
| (3) | \(\ce{H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(g)}\) | −241,8 |
M2Standard-Bildungsenthalpien
| Stoff | \(\ce{CO(g)}\) | \(\ce{H2O(g)}\) |
|---|---|---|
| \(\Delta_f H^\circ\) in \(\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) | −110,5 | −241,8 |
- Nennen Sie den Satz von Hess.
- Leiten Sie aus den Gleichungen (1) bis (3) die Reaktionsenthalpie der Wassergasreaktion her.
- Bestätigen Sie Ihr Ergebnis mithilfe der Standard-Bildungsenthalpien aus M2.
- Erläutern Sie, warum im Wassergas-Generator abwechselnd Wasserdampf und Luft eingeblasen werden.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Es geht um die Wegunabhängigkeit der Reaktionsenthalpie.
Hinweis zu Aufgabe b)
Gleichung (1) bleibt, (2) und (3) werden umgekehrt.
Hinweis zu Aufgabe c)
\(\Delta_f H^\circ\) von C(s) und \(\ce{H2(g)}\) ist null.
Hinweis zu Aufgabe d)
Vergleichen Sie das Vorzeichen der Wassergasreaktion mit dem der Kohleverbrennung (1).