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Kohlendioxid

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Inhaltsverzeichnis

Die Verbrennung von fossilen Energieträgern

Kohle

Die Verbrennung von fossilen Energieträgern[1]. Nachstehend die Verbrennung von Kohlenstoff (vgl.: KohleWikipedia-logo.png).

\begin{matrix}
Reaktion: \; & C & + & O_2(g) & \rightarrow & CO_2(g)  & \; \; \Delta H^0  = -394 kJ\cdot mol^{-1}
\end{matrix}
Mol Kohlenstoff (12,01 g) reagiert mit 1 Mol Sauerstoff (32,00 g) zu 1 Mol Kohlenstoffdioxid (44,01 g)
Aus der obigen Reaktionsgleichung geht hervor (Stöchiometrie), dass – zum Beispiel – eine Verringerung der Kohlenstoffdioxid-Emission um 4,4 Gt CO2 (entsprechend 1,2 Gt Kohlenstoff) korrespondiert bzw. gleichbedeutend ist mit einer Reduzierung der aus dem fossilen Energieträger Kohle zur Energieversorgung gewonnenen Energiemenge um einen Anteil in Höhe von 39,3 Exajoule (vgl. Hess'scher Wärmesatz).
Bei Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Energieträger hingegen entsteht ungefähr die Hälfte der Energieausbeute durch die Bildung von Wasser (Standard-Bildungsenthalpie pro Molekül H2O = −286 kJ pro Mol); beispielsweise bei Erdgas (Methan: StandardverbrennungsenthalpieWikipedia-logo.png = −891 kJ pro Mol) rund 55,78 Prozent der Gesamt-Energieausbeute.

Erdöl / Erdölprodukte (Benzin; Diesel; Heizöl)

Erdgas

Bei ausreichender Zufuhr von SauerstoffWikipedia-logo.png verbrennt Erdgas (MethanWikipedia-logo.png) mit optimaler Energieausbeute[1] gemäß nachstehender Reaktionsgleichung:

\mathrm{ CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow  CO_2 + 2\,H_2O  \qquad \Delta H^0  = - 891 \;kJ\cdot mol^{-1}}

Bei ungenügender Zufuhr von Sauerstoff hingegen erfolgt - bei geringerer Energieausbeute (Nutzenergie) - eine unvollständige Verbrennung. Es entstehen unerwünschte Reaktionsprodukte wie KohlenstoffmonoxidWikipedia-logo.png (CO) und Ruß (elementarer KohlenstoffWikipedia-logo.png):

\mathrm{ 2\,CH_4 + 3\,O_2 \rightarrow  2\,CO + 4\,H_2O }
\mathrm{CH_4 + O_2 \rightarrow  C + 2\,H_2O }

Die Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen

Holz

Durch die Atemluft freigesetzte Menge an Kohlenstoffdioxid

CO2-Rechner

"Jeder Mensch trägt enorm zur Erderwärmung bei - wie stark, das enthüllen jetzt CO2-Rechner im Internet. Korpulente Steakliebhaber sind die Klimakiller, Vegetarier und schlanke Frauen dagegen die Öko-Sieger."

Unterricht

Experimente (Chemie)

Fächerübergreifend / interdisziplinär

  1. Christian Wetzel (Uni Hamburg): Meine persönliche Energie- und Abfallbilanz - Ein Bilanzprojekt mit den SeminarteilnehmerInnen (PDF-Datei, 22 Seiten), 4. Februar 2002
  1. "Autobahn" (KraftwerkWikipedia-logo.png [deutsche Band]: Video)

Medien

Übungsfragen

Didaktik / Methodik

In den Nachrichten

Mikroalgen sollen künftig klimaschädliches Kohlendioxid aus dem RauchgasWikipedia-logo.png von Kraftwerken in BiomasseWikipedia-logo.png umwandeln. Ein entsprechendes Versuchspojekt hat der Energieversorger Vattenfall Europe im Heizkraftwerk Senftenberg (Oberspreewald-Lausitz) gestartet. Bis zum Oktober 2011 soll ermittelt werden, welche AlgenartenWikipedia-logo.png sich für die Zucht mit dem Treibhausgas CO2, das dort beim Verbrennen von Braunkohlestaub entsteht, am besten eignen. Außerdem soll herausgefunden werden, wie viel Energie verbraucht wird und welcher Nutzen für das Klima entsteht.

Linkliste

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Standardreaktionsenthalpie für die Verbrennung von Erdgas (Methan) und diversen Erdölprodukten vgl. S. 3 ff. in: Herbert Mayr: Vorlesung 9: Erdölverarbeitung, LMU München: Physikalisch-organische Chemie, 2006 (PDF-Datei; ca. 190 kB)

Siehe auch