Wie hoch ist der Sauerstoffpartialdruck bei 2000 kPa Gesamtdruck und 20% Sauerstoffvolumen?

Question

Wie hoch ist der Sauerstoffpartialdruck bei 2000 kPa Gesamtdruck und 20% Sauerstoffvolumen?

Antwort

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Wie würde sich flüssiger Sauerstoff anfühlen, wenn er nicht kalt wäre?

Welche Bindungsart besteht zwischen Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O)?

Warum gefriert kohlensäurehaltige Flüssigkeit beim Öffnen einer geschlossenen Flasche spontan?

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Der Sauerstoffpartialdruck kann mit der Formel für den Partialdruck berechnet werden: \[ p_{O_2} = p_{gesamt} \times x_{O_2} \] Dabei ist \( p_{gesamt} \) der Gesamtdruck und \( x_{O_2} \) der Volumenanteil des Sauerstoffs. In deinem Fall beträgt der Gesamtdruck \( p_{gesamt} = 2000 \, \text{kPa} \) und der Volumenanteil des Sauerstoffs \( x_{O_2} = 0,20 \) (20%). Setzen wir die Werte in die Formel ein: \[ p_{O_2} = 2000 \, \text{kPa} \times 0,20 = 400 \, \text{kPa} \] Der Sauerstoffpartialdruck beträgt also 400 kPa.

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Flüssiger Sauerstoff ist unter normalen Bedingungen extrem kalt (etwa –183 °C) und würde bei Kontakt mit der Haut sofort schwere Erfrierungen verursachen. Wenn man sich aber vorste... [mehr]

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Flüssiger Sauerstoff ist unter normalen Bedingungen extrem kalt (etwa –183 °C) und würde bei Kontakt mit der Haut sofort schwere Erfrierungen verursachen. Wenn man sich aber vorstellt, dass flüssiger Sauerstoff bei Raumtemperatur existieren könnte (was physikalisch nicht möglich ist, aber als Gedankenexperiment), dann hätte er folgende Eigenschaften: - **Aussehen:** Flüssiger Sauerstoff ist blassblau und durchsichtig. - **Konsistenz:** Er ist eine dünnflüssige, leicht bewegliche Flüssigkeit, ähnlich wie Wasser. - **Gefühl:** Wenn er nicht kalt wäre, würde er sich vermutlich wie Wasser oder eine andere dünnflüssige Flüssigkeit anfühlen – also nass, kühl (aber nicht eisig), und leicht auf der Haut verteilbar. - **Geruch:** Sauerstoff ist geruchlos, also würdest du nichts riechen. - **Reaktion:** Flüssiger Sauerstoff ist sehr reaktionsfreudig. In Kontakt mit organischen Stoffen (wie Haut, Kleidung) könnte er gefährlich reagieren, aber das ist unabhängig von der Temperatur. Zusammengefasst: Wäre flüssiger Sauerstoff nicht kalt, würde er sich vermutlich wie eine nasse, dünnflüssige, geruchlose Flüssigkeit anfühlen – ähnlich wie Wasser, aber mit dem Unterschied, dass er extrem reaktiv ist.

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Die Bindung zwischen Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) ist eine kovalente Bindung. Je nach Verbindung kann es sich dabei um eine Einfachbindung (C–O), Doppelbindung (C=O) oder sogar eine Dreifa... [mehr]

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Die Bindung zwischen Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) ist eine kovalente Bindung. Je nach Verbindung kann es sich dabei um eine Einfachbindung (C–O), Doppelbindung (C=O) oder sogar eine Dreifachbindung (wie im Kohlenstoffmonoxid, C≡O) handeln. - **C–O-Einfachbindung:** Kommt z. B. in Alkoholen (wie Methanol, CH₃OH) oder Ethern (wie Dimethylether, CH₃OCH₃) vor. - **C=O-Doppelbindung:** Typisch für Carbonylgruppen, wie sie in Aldehyden (z. B. Formaldehyd, H₂CO), Ketonen (z. B. Aceton, CH₃COCH₃), Carbonsäuren und deren Derivaten vorkommen. - **C≡O-Dreifachbindung:** Findet man im Kohlenstoffmonoxid (CO). Die Bindung ist polar, da Sauerstoff elektronegativer ist als Kohlenstoff. Das bedeutet, das Elektronenpaar wird stärker zum Sauerstoff hin verschoben, was zu einer partiellen negativen Ladung am Sauerstoff und einer partiellen positiven Ladung am Kohlenstoff führt.

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Wenn eine kohlensäurehaltige Flüssigkeit (wie Mineralwasser oder Limonade) in einer geschlossenen Flasche unter Druck steht, bleibt das darin gelöste CO₂ (Kohlendioxid) in der Flüs... [mehr]

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Wenn eine kohlensäurehaltige Flüssigkeit (wie Mineralwasser oder Limonade) in einer geschlossenen Flasche unter Druck steht, bleibt das darin gelöste CO₂ (Kohlendioxid) in der Flüssigkeit gelöst. Die Flasche steht meist unter Überdruck, weil sich das CO₂ bei der Abfüllung unter Druck in der Flüssigkeit löst. Wird die Flasche geöffnet, fällt der Druck plötzlich auf den normalen Umgebungsdruck ab. Dadurch kann das CO₂ nicht mehr vollständig in der Flüssigkeit gelöst bleiben und beginnt, in Form von Gasblasen auszutreten. Dieser Prozess ist mit einer sogenannten "adiabatischen Entspannung" verbunden: Beim plötzlichen Druckabfall kühlt sich die Flüssigkeit ab, weil das ausgasende CO₂ Energie (Wärme) benötigt, um vom gelösten Zustand in den gasförmigen Zustand überzugehen (Verdampfungswärme). Wenn die Flüssigkeit bereits sehr nahe an ihrem Gefrierpunkt ist, kann diese plötzliche Abkühlung ausreichen, um sie spontan gefrieren zu lassen. Das Gefrieren geschieht dann oft schlagartig ("spontan"), weil die Flüssigkeit zuvor unterkühlt war – sie war also schon kälter als ihr Gefrierpunkt, ohne dass sich Eiskristalle gebildet hatten. Das Öffnen der Flasche und das Ausperlen des CO₂ sorgen für kleine Störungen (Keime), an denen das Wasser plötzlich gefriert. Zusammengefasst: Die spontane Gefrierung beim Öffnen einer kohlensäurehaltigen Flasche entsteht durch den plötzlichen Druckabfall, das Ausgasen des CO₂ (was die Flüssigkeit weiter abkühlt) und die Tatsache, dass die Flüssigkeit oft unterkühlt ist und durch die Erschütterung und das Ausgasen plötzlich gefriert.