DYS+ Campus ist kostenlos und ohne Werbung. Projekt mit einer Spende unterstützen

Chemie

Alkane verbrennen: Gleichungen aufstellen

Bei der vollständigen Verbrennung reagieren Alkane mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. Mit Schritten gleicht man die Gleichung aus.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann die Verbrennung eines Alkans in Worten beschreiben.
  • Ich kann die Reaktionsgleichung ausgleichen.
  • Ich kann vollständige und unvollständige Verbrennung unterscheiden.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Verbrennung ist eine Reaktion mit Sauerstoff, Alkane: die homologe Reihe

Alkane sind wichtige Brennstoffe. Bei genug Sauerstoff verbrennen sie vollständig. Wortgleichung: Alkan + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser + Energie. Die Reaktion ist exotherm. Zum Ausgleichen der Formeln geht man in vier Schritten vor: 1. Schreibe die Formeln auf. 2. Gleiche zuerst C aus. 3. Dann H. 4. Zuletzt O. Bei Propan: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O. Drei C ergeben 3 CO₂. Acht H ergeben 4 H₂O. Rechts stehen 6 + 4 = 10 O-Atome, also braucht man 5 O₂. Ergebnis: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O. Bei zu wenig Sauerstoff entstehen Kohlenstoffmonooxid (CO) oder Ruß (C). Kohlenstoffmonooxid ist farblos, geruchlos und giftig. Darum lässt man Gasthermen regelmäßig von Fachleuten prüfen. Ein Kohlenstoffmonooxid-Melder warnt rechtzeitig. Bei Verdacht auf Kohlenstoffmonooxid öffnet man die Fenster, verlässt den Raum und ruft die 112.

AlkanReaktionsgleichung (vollständige Verbrennung)
MethanCH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
PropanC₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
Butan2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O
Octan2 C₈H₁₈ + 25 O₂ → 16 CO₂ + 18 H₂O

Butan: eine Gleichung mit ungerader Zahl

  1. Ansatz: C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + H₂O.
  2. C: 4 CO₂ rechts.
  3. H: 10 H, also 5 H₂O rechts.
  4. O rechts: 8 + 5 = 13. Links gibt es nur O₂, also Paare. 13 ist ungerade.
  5. Lösung: alles mit 2 malnehmen: 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O.
  6. Probe: links 8 C, 20 H, 26 O. Rechts 8 C, 20 H, 16 + 10 = 26 O.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Alkan + Sauerstoff → CO₂ + Wasser.

Erst C, dann H, dann O ausgleichen.

Zu wenig Sauerstoff: giftiges CO.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Gasherd verbrennt Methan. Das Gas braucht Luft, sonst wird die Flamme gelb und rußt. Dann entsteht auch Kohlenstoffmonooxid.

Schritt für Schritt

Wir gleichen Propan aus

  1. Schreibe C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O.
  2. Setze 3 vor CO₂ (für 3 C).
  3. Setze 4 vor H₂O (für 8 H).
  4. Zähle O rechts: 6 + 4 = 10. Setze 5 vor O₂.

Mit einem Bild erklärt

SchrittGleichung
AnsatzC₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
C ausgleichenC₃H₈ + O₂ → 3 CO₂ + H₂O
H ausgleichenC₃H₈ + O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
O ausgleichenC₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wie viele O₂-Moleküle braucht ein Methanmolekül (CH₄) für die vollständige Verbrennung?

Zeig mir den ersten Schritt

Rechts entstehen 1 CO₂ und 2 H₂O. Zähle die O-Atome.

Lösung ansehen

Lösung: 2

Rechts: 2 + 2 = 4 O-Atome, also 2 O₂.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Wie viel Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen bei der vollständigen Verbrennung von 44 g Propan? (M(Propan) = 44 g/mol, M(CO₂) = 44 g/mol)

Zeig mir den ersten Schritt

44 g Propan sind 1 mol. Aus 1 mol Propan entstehen 3 mol CO₂.

Lösung ansehen

Lösung: 132

3 mol · 44 g/mol = 132 g.

Tipp: Gleiche den Sauerstoff immer zuletzt aus. Ist die Zahl der O-Atome rechts ungerade, verdopple alle Zahlen.

Merksatz: Alkan + O₂ → CO₂ + H₂O. Reihenfolge: erst C, dann H, zuletzt O.

Typischer Fehler: Viele ändern die kleinen Zahlen in den Formeln, um auszugleichen. Das verändert den Stoff. Nur die großen Zahlen vor den Formeln darf man ändern.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Gleichung für die Verbrennung von Ethan ist richtig ausgeglichen?
Lösung ansehen

Lösung: 2 C₂H₆ + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O

Frage 2 Welche Zahl steht in der ausgeglichenen Gleichung vor O₂? 2 C₆H₁₄ + ? O₂ → 12 CO₂ + 14 H₂O

Zeig mir den ersten Schritt

Zähle die O-Atome rechts: 12 · 2 + 14.

Lösung ansehen

Lösung: 19

24 + 14 = 38 O-Atome, also 19 O₂.

Frage 3 Welches giftige Gas entsteht bei unvollständiger Verbrennung?
Lösung ansehen

Lösung: Kohlenstoffmonooxid

Frage 4 Bei der Verbrennung von Alkanen wird Energie frei.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 5 Was tut man bei Verdacht auf Kohlenstoffmonooxid in einem Raum?
Lösung ansehen

Lösung: Fenster öffnen, Raum verlassen, 112 rufen

Geschafft

Vollständige Verbrennung: Alkan + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser, exotherm. Beim Ausgleichen erst C, dann H, zuletzt O. Bei zu wenig Sauerstoff entstehen Kohlenstoffmonooxid und Ruß. Kohlenstoffmonooxid ist giftig, darum braucht man gute Belüftung.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Alkane und Erdöl: Kette und Siedetemperatur

Kurz erklärt, 43 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 416 KB

Übungsheft herunterladen (PDF, 416 KB)

Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen