Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

Die Trennung der Luft in ihre Bestandteile

 
Da Luft ein ______________ist, kann man sie trennen, indem man sie

__________________ und ihre Bestandteile durch _______________ _____________

_____________________  wieder trennt.


Carl von Linde (Linde-Kühlschränke) entwickelte das nach ihm benannte Verfahren bereits 1895. Dabei drückt eine Pumpe   (Kompressor) die Luft zusammen, nachdem sie von Staub   und Wasserdampf soweit wie möglich gereinigt worden ist. Beim Zusammendrücken __________  sich die  Luft. Die  ________________ wird durch  einen _____________ _________abgeführt, das  Kühlmittel übernimmt die Wärme. Die  ______________ und _______________  Luft wird ein weiteres Mal mit kalter Luft  gekühlt, die aus der _______ - __________  der flüssigen Luft kommt. Kann die kompri- mierte abgekühlte Luft sich nämlich entspannen (_________), dann ___________ sich sich ein weiteres Mal ab. Schließlich erreicht man bei -196° C die Kondensation zu flüssiger Luft. 

Welche Vorgänge laufen bei der Luftverflüssigung nacheinander ab?
1. ____________________________    2. ____________________________

3. ____________________________    4. ____________________________

5.
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Wortliste:  Wärme, fraktioniert, verflüssigt, erwärmt, verdichtet, Destillation, abgekühlt, Dekompression, Verdampfung, Kompression, kühlt,  Abkühlung, Wärmeabfuhr, Kühlung, weitere, kalte Luft, mit, Gasgemisch, Kühler;

Die Zusammensetzung der Luft

Arbeitsaufträge:
1. Besorge Dir über allgemein zugängliche Informationsquellen Daten über die genaue prozentuale Zusammensetzung der Luft. Es müssen mindestens 10 Angaben gemacht werden.
2. Stelle die vier größten Bestandteile (welche sind das? ) als Kuchen- oder Kreisdiagramm in deinem Heft dar.
3. Welche Siedepunkte haben die Bestandteile Stickstoff und Sauerstoff? Notiere sie! Wenn ein Behälter mit flüssiger Luft offen steht, welcher Bestandteil verdampft dann zuerst?
Die Aufgaben sind schriftlich zu erledigen!  

 

Lösungen der Arbeitsaufträge:

Da Luft ein Gasgemisch ist, kann man sie trennen, indem man sie verflüssigt und ihre Bestandteile durch fraktionierte Destillation wieder trennt. Carl von Linde (Linde-Kühlschränke) entwickelte das nach ihm benannte Verfahren bereits 1895. Dabei drückt eine Pumpe  (Kompressor) die Luft zusammen, nachdem sie von Staub   und Wasserdampf soweit wie möglich gereinigt worden ist.
Beim Zusammendrücken erwärmt sich die Luft. Die Wärme wird durch  einen Kühler abgeführt, das  Kühlmittel übernimmt die Wärme. Die verdichtete und abgekühlte Luft wird ein weiteres Mal mit kalter Luft  gekühlt, die aus der  Verdampfung der flüssigen Luft kommt. Kann die komprimierte abgekühlte Luft sich nämlich entspannen (Dekompression), dann kühlt sich sich ein weiteres Mal ab. Schließlich erreicht man bei -196 °C die Kondensation zu flüssiger Luft. 

Welche Vorgänge laufen bei der Luftverflüssigung nacheinander ab?

1. Kompression    2. Wärmeabfuhr    3. Kühlung mit kalter Luft    4. Dekompression    5. weitere Abkühlung

Arbeitsaufträge:

1. Hauptbestandteile      Stickstoff                   78,08 Vol.-%
                                        Sauerstoff                  20,95 %
                                        Argon                        0,93 %
                                        Kohlenstoffdioxid       0,035 % = 350 ppm

2. Übrige Edelgase        Neon                         18   ppm
                                        Helium                      5,2  ppm 
                                        Krypton                    1,0  ppm
                                        Xenon                       0,08 ppm 

3. Sonstige Spurengase Methan                      1,6 ppm
                                        Distickstoffoxid          0,6 ppm   
                                        Wasserstoff               0,5 ppm
                                        Kohlenstoffmonoxid   0,2 ppm

   

3. Siedetemperaturen von Stickstoff:    - 198,8 °C = 74,35 K
                                            Sauerstoff:   - 182,9 °C = 90,25 K

Vom absoluten Nullpunkt - 237,15 °C = 0 K aus gesehen siedet Sauerstoff also höher als Stickstoff. In einem Behälter mit flüssiger Luft wird also Stickstoff zuerst verdampfen und der Behälter wird sich mit flüssiger Luft anreichern.

update am: 08.05.17                                                                                                                                                                              zurück        zur Hauptseite