• Stöchiometrie mit AdBlue
  • Birgit Lachner
  • 30.06.2020
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Chemie
  • 11, 3. Lehrjahr
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In­for­ma­tio­nen

2015 Audi Q3 2.0 TDI quattro mit Tankeinfuellstutzen für AdBlue

Ad­Blue (auch AUS für aque­ous urea so­lu­ti­on) ist eine wäss­ri­ge Harn­stoff­lö­sung, be­stehend aus 32,5 Pro­zent rei­nem Harn­stoff und 67,5 Pro­zent de­mi­ne­ra­li­sier­tem Was­ser. Mit die­ser Lö­sung wird der Aus­stoß von Stick­oxi­den (NOx) bei Die­sel­mo­to­ren um bis zu 90 Pro­zent re­du­ziert. Der deut­sche Ver­band der Au­to­mo­bil­in­dus­trie e. V. hat die Marke schüt­zen las­sen; in Nord­ame­ri­ka wird Die­sel Ex­haust Fluid (DEF) als Name ver­wen­det. Die was­ser­kla­re Flüs­sig­keit wird in den Ab­gas­strang ein­ge­spritzt und führt zu einer se­lek­ti­ven ka­ta­ly­ti­schen Re­duk­ti­on (SCR). Stick­oxi­de und Am­mo­ni­ak wer­den dabei zu Was­ser und Stick­stoff um­ge­wan­delt.

Schema, wie AdBlue bei der Abgasreinigung genutzt wird.
Harnstoff

Statt­fin­den­de Re­ak­tio­nen

Der Harn­stoff wird in  einer Ther­mo­ly­se durch das heiße Abgas in Am­mo­ni­ak und Iso­cyan­säu­re zer­legt.

(NH2)2CONH3+HNCO  (1)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} {(NH_2)_2CO \longrightarrow NH_3 + HNCO} \;(1)

An­schlie­ßend wird die Iso­cyan­säu­re in einer Hy­dro­ly­se mit Hilfe des Was­ser noch ein­mal zer­legt.

HNCO+H2ONH3+CO2  (2)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} {HNCO + H_2O \longrightarrow NH_3 + CO_2} \;(2)

In der so­ge­nann­ten Se­lek­ti­ven Ka­ta­ly­ti­sche Re­duk­ti­on (Standard-​SCR, bei Tem­pe­ra­tur über 250°C) fin­det eine Re­ak­ti­on des Am­mo­ni­ak mit dem Stick­stoff­mo­no­oxid statt.

4NO+4NH3+O24N2+6H2O  (3)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} {4NO + 4NH_3 + O_2 \longrightarrow 4N_2 + 6H_2O} \;(3)

Auf­ga­ben­stel­lun­gen

1
Fasse die Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen (1) und (2) zu einer zu­sam­men. Da uns nur die Menge an ent­ste­hen­dem Am­mo­ni­ak in­ter­es­siert, reicht das aus.
2
Wie­viel Mol Harn­stoff be­nö­tigt man, um 1 mol NO un­schäd­lich zu ma­chen?
3
Wie­viel ml von Ad­Blue be­nö­tigt man für Rein­gung von 1 mol NO?

Hin­weis: Ad­Blue hat laut Wi­ki­pe­dia eine Dich­te von 1,078 g/cm³

4
Er­wei­te­rungs­auf­ga­be: Wel­che Über­le­gun­gen müss­te man noch an­stel­len, um ab­schät­zen zu kön­nen, für wie­viel Liter Die­sel die Menge an Ad­Blue rei­chen kann.