Was ist CO2 und CO2 Berechnung

* ausgegangen wird aus einem durchschnittlichen Verbrauch von 7Liter/Km bei € 1,- Euro Preis per Liter Treibstoff


Die erste Frage, die wir uns stellen müssen ist folgende : Woraus besteht ein Kraftstoff für einen Verbrennnungsmotor. Die Antwort ist relativ einfach, ein Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor besteht aus flüssigen und verdampfbaren Kohlenwasserstoffen. Kohlenwasserstoffe sind chemische Moleküle mit der allgemeinen chemischen Beschreibung :

Wobei in dieser Darstellung "C" für das Atom Kohlenstoff steht, H für das Wasserstoffatom und x und y die jeweilige Anzahl dieser Atome in dem Molekül darstellen. Wichtig ist das x und y je nach Art des Moleküls in unterschiedlichen Abhängigkeiten zueinander stehen können. Zusätzlich Enthalten sind auch Kohlenwasserstoffe welche Sauerstoff ("O") enthalten. Ein populärer Vertreter dieser Substanzen ist Ethanol (C2H6O, oder auch CH3CH2OH).

Jetzt wissen wir durch recht einfaches Messen natürlich den Verbrauch unseres Autos in Litern pro 100 km. Doch um jetzt auf den CO2 Ausstoss unseres Autos zu kommen, müssen wir noch einige weitere chemisch/physikalische Überlegungen anstellen. Als erstes müssen wir uns Gedanken darüber machen, was beim Betrieb des Motors eigentlich passiert. Jeder weiß im Grunde, dass der Kraftstoff im Motor verbrannt wird und die Arbeit die dadurch verrichtet wird, das Fahrzeug fahren lässt.

Daraus ergibt sich natürlich die einfache Frage ... "Was passiert beim Verbrennen eigentlich mit dem Kraftstoff ?" Chemisch ist die Verbrennung eine sogenannte Totaloxidation. Das heißt, der Kraftstoff wird so mit Sauerstoff gemischt, das der Kraftstoff sauber verbrennen kann. Dabei entstehen die, wie der Chemiker sagt, thermodynamisch stabilsten Produkte. Das sind im Falle von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff die Reaktionsprodukte CO2 und Wasser (H2O). Logischerweise können wir mit diesem Wissen nun folgende Reaktionsgleichung aufstellen :

Aufgrund stöchiometrischer Bedingungen (Es darf während der Reaktion kein Atom verloren gehen, es müssen also vor und nach dem Pfeil exakt die GLEICHEN Mengen stehen) können wir diese Gleichung entsprechend ausgleichen.

Das heißt also : Aus einem Molekül Kohlenwasserstoff entstehen x Moleküle CO2.

Führen wir dies einmal für Benzin durch. Benzin ist eine Mischung aus unterschiedlichen Oktanen und Additiven. Im einfachsten Fall lautet die Reaktionsgleichung also :

Zur weiteren Berechnung benötigen wir einige weitere Angaben. Zum einen muss an dieser Stelle der chemische Begriff der Stoffmenge (n) eingeführt werden, sowie der chemische Begriff der Molaren Masse (M).

Die Molare Masse ist das Gewicht das eine gewisse Zahl an Atomen und/oder Molekülen wiegt. Diese Zahl an Atomen wird als 1 Mol bezeichnet. Ein Mol ist die Zahl an Atomen, welche im Fall von Kohlenstoff genau 12g wiegen würden, das bedeutet gleichzeitig das 1 einzelnes Kohlenstoffatom 12 atomare Masseneinheiten (AMU) wiegt. Aufgrund der Zusammenhänge der einzelnen Elemente untereinander kann man nun leicht ausrechnen, dass ein Nachbarelement, das 1 Proton und 1 Neutron mehr im Atomkern hat, eben 2 AMU mehr wiegen muss, die Masse der Elektronen kann weil sie im Vergleich sehr klein ist, ignoriert werden. Dennoch sind einige der im Periodensystem angegebenen Zahlen "ungerade", Grund hierfür ist das Vorhandensein von Isotopen, das heißt Atomen gleicher Protonenanzahl aber ungleicher Neutronenanzahl. Gibt es mehrere stabile Isotope, dann wird ein entsprechender Mittelwert gebildet. Mit diesem Wissen können wir jetzt die Molare Masse der einzelnen beteiligten Reaktionspartner ausrechnen.

Für unser Oktan ist das Bei Sauerstoff ist dies 2 x 16 g/mol und bei . Mit diesem Wissen können wir jetzt aus dem Volumen Benzin mit welchem wir den Motor betreiben, die entsprechende Stoffmenge an Benzin ausrechen, wenn wir aus einem Tabellenwerk entnehmen, wie groß die , das heißt jeder Liter Benzin den wir verbrennen wiegt 0.72 kg oder 720 Gramm. Mit dem Wissen das M=114 g/mol ist, können wir nun die Stoffmenge "n", also die Anzahl an Molekülen ausrechnen.

Aus Reaktionsgleichungen wissen wir, das aus 2 Molekülen Oktan 16 Moleküle CO2 entstehen. Jetzt gehen wir den Weg der beim Oktan vorwärts gegangen wird, wieder zurück und rechnen mit der Stoffmenge und der Molaren Masse die real aus 1L Benzin entstehende Masse (m) CO2.

Für die Kraftstoffe Normal bis Diesel ergibt sich als Durchschnitt, dass 1 Liter Kraftstoff 2.5 kg CO2 erzeugt.