Aufgabe Modul C - 2 · Abitur Hessen Chemietechnik LK 2022

Thema: Stöchiometrie und technisches Rechnen · Aus der Prüfung LK (2022)

Aufgabenstellung

2 Der Fluoridgehalt von fluorierten organischen Verbindungen wie Perfluorbutansäure (PFBS, M(C4HO2F7)=214 g/molM(\mathrm{C_4HO_2F_7}) = 214\ \mathrm{g/mol}) kann durch das sogenannte Hydropyrolyse-Verfahren bestimmt werden. Dabei wird die Substanz unter kontinuierlicher Zufuhr von Sauerstoff und Wasser bei Temperaturen von 900−1000 ∘C900-1000\,^\circ\mathrm{C} verbrannt. Es entstehen Kohlenstoffdioxid und Fluorwasserstoff.

2.1

Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Hydropyrolyse von PFBS.

2.2

Bei der Verbrennung von 0,63 g0{,}63\ \mathrm{g} einer perfluorierten Substanz entstehen 0,41 g HF0{,}41\ \mathrm{g}\ \mathrm{HF} und 0,52 g CO20{,}52\ \mathrm{g}\ \mathrm{CO_2}.

Berechnen Sie die Stoffmengen an Fluor F und Kohlenstoff C, die sich aus der Verbrennung ergeben. Berechnen Sie weiterhin die Stoffmengen an F und C in der Probe unter der Annahme, dass es sich um PFBS handelt.

Beurteilen Sie anhand der Ergebnisse, ob es sich bei der Substanz um PFBS handeln kann.

Ja

Nein

Aufgabenstellung: Aufgabe Modul C - 2 · Abitur Hessen Chemietechnik LK 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

2.1 Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Hydropyrolyse von PFBS.

Lösung: 2 C4HO2F7+3 O2+6 H2O→8 CO2+14 HF2\ \mathrm{C_4HO_2F_7} + 3\ \mathrm{O_2} + 6\ \mathrm{H_2O} \rightarrow 8\ \mathrm{CO_2} + 14\ \mathrm{HF}

Berechnen Sie die Stoffmenge an Fluor F, die sich aus der Verbrennung ergibt.

Lösung: 0,021 mol0{,}021\ \text{mol} / 21 mmol21\ \text{mmol}

Berechnen Sie die Stoffmenge an Kohlenstoff C, die sich aus der Verbrennung ergibt.

Lösung: 0,012 mol0{,}012\ \text{mol} / 12 mmol12\ \text{mmol}

Berechnen Sie weiterhin die Stoffmenge an F in der Probe unter der Annahme, dass es sich um PFBS handelt.

Lösung: 0,021 mol0{,}021\ \text{mol} / 21 mmol21\ \text{mmol}

Berechnen Sie weiterhin die Stoffmenge an C in der Probe unter der Annahme, dass es sich um PFBS handelt.

Lösung: 0,012 mol0{,}012\ \text{mol} / 12 mmol12\ \text{mmol}

Beurteilung / Begründung:

Lösung: Entsprechend der Ergebnisse der Elementaranalyse kann es sich bei der untersuchten Substanz um Perfluorbutansäure handeln.

Beurteilen Sie anhand der Ergebnisse, ob es sich bei der Substanz um PFBS handeln kann.

Lösung: Ja

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