Aufgabe 1:
Propan und Butan sind Produkte, die bei der Destillation von Erdöl und beim Cracken entstehen. Sie sind quasi Abfallprodukte, die aber noch Verwendung finden, zum Beispiel für Gaskocher oder Feuerzeugbenzin. Mit ihnen werden aber auch Autos betrieben. Mein VW fährt mit Autogas, einem Gemisch aus Propan und Butan. Im Sommerbetrieb sind es 60% Butan und 40% Propan im Winter ist das Gemisch umgekehrt.
a) Recherchiert zu den physikalischen Eigenschaften beider Gase, wie Brennwert und Zündtemperatur, Siedepunkt und begründet diese unterschiedliche Zusammensetzung!
Eines Tages hatte mein Auto während des Gasbetriebes keine Leistung mehr und ich musste auf Benzinbasis zur Werkstatt. Der Fall wurde dort untersucht. Der Meister zeigte mir einen der Kolben, die das Gas zur Zündung komprimieren, der mit einer schwarzen, zähen, klebrigen Paste überzogen war.
a) Woraus besteht diese Paste und wie entsteht sie?
b) Begründen Sie, warum der Einsatz von Propan und Butan als Kfz-Treibstoff günstiger für die Umwelt ist, als Benzin oder Diesel!
Aufgabe 2:
Ein Baum nimmt durch seine Blätter das Treibhausgas Kohlendioxid auf. Mit Hilfe der Sonnenenergie und seines Blattfarbstoffes Chlorophyll als Katalysator stellt er aus diesem Gas und dem Wasser, dass er aus der Erde aufnimmt, Glucose her, welches er zum Wachstum braucht. Als Nebenprodukt gibt der Baum Sauerstoff an die Luft ab. Für sein Wachstum braucht ein Baum in einem Jahr 50kg Glucose.
a) Berechnen Sie das Volumen an Kohlendioxid in m³, das in diesem Jahr gebunden werden kann.
b) Berechnen Sie das Volumen Wasser, dass dazu benötigt wird.
c) Berechnen Sie das Volumen an freigesetztem Sauerstoff.
Aufgabe 3:
Die wässrige Lösung einer Säure hat den pH-Wert 1. Berechnen Sie, wieviel m³ Wasser hinzugegeben müssen, um 100 ml dieser Säure auf den pH-Wert von 7 zu verdünnen! (Hinweis: Rechnet zuerst in Konzentration um!)
Aufgabe 4:
Ethanol wird durch Atmung (Reaktion mit Sauerstoff) als Schadstoff unschädlich gemacht. Dabei entstehen letztlich Kohlendioxid und Wasser. Ein Mann hat im Verlauf eines Gelages zehn 4cl Gläser 40%igem Whisky getrunken. (Hinweis: Beim Alkohol ist schon ein Volumen gegeben, also braucht ihr nicht in Masse umwandeln!)
a) Berechnen Sie das Volumen reinen Alkohol in ml, die der Mann zu sich genommen hat.
b) Berechnen Sie das Volumen an Sauerstoff, die verbraucht werden.
c) Berechnen Sie das Volumen an Luft, das veratmet wird, wenn der Sauerstoffgehalt 20% beträgt.
d) Berechnen Sie die Anzahl der Atemzüge, die der Mann machen muss, um den Alkohol zu verarbeiten, wenn er bei einem Atemzug 5l Luft in seinen Körper saugt, bei jedem Atemzug 2% des Atemsauerstoffs verbraucht werden.
e) Ein Mensch atmet im Schlaf pro Minute 15mal. Berechnen Sie nach wieviel Stunden er nüchtern ist, wenn er sofort nach der Zeche die Nachtruhe antritt.
Aufgabe 5:
Wolfram wurde für die Herstellung von Glühfäden in Glühlampen verwendet oder dient als Legierungsmetall bei der Stahlherstellung. Ebenso wird es verwendet für Elektroden zum Schweißen und zur Herstellung von Wolframcarbid (WC) für superharte Werkzeuge wie Bohrer. Es ist das chemische Element mit dem höchsten Schmelzpunkt (3422°C). Zunächst wird aufwändig aus den Erzen das Wolfram (VI) oxid gewonnen. Dieses wird mit Wasserstoff zu Wolfram reduziert, wobei Wasser entsteht.
a) Berechnen Sie, wieviel Tonnen des Oxides einsetzen muss, um 5t Wolfram zu gewinnen.
