Bei der Auswahl von Treibstoffen kommt es auch auf Vergleiche bezüglich der Umweltverträglichkeit, also z. B. des Verbrauchs von Ressourcen oder der Freisetzung von Schadgasen wie Kohlenstoffdioxid an. Das soll hier am Beispiel der beiden Treibstoffe Benzin und Erdgas gezeigt werden. Die Umweltverträglichkeit bezieht man am besten auf den Nutzen, den man aus den Stoffen zieht. Das ist im Fall der Brennstoffe der Heizwert, also diejenige Menge an Energie, die man bei der Verbrennung von 1 kg des Brennstoffs erhält. Chemiker rechnen lieber mit Molzahlen.

Problem
Berechne die Menge der Produkte, die bei vollständiger Verbrennung von jeweils 1 kg Methan bzw. Octan entstehen, und vergleiche hinsichtlich der Umweltverträglichkeit.

Lösung
Als Maß für die Umweltverträglichkeit dient die Energie-Menge (in kJoule), welche pro Mol freigesetztes CO₂ bzw. pro Mol verbrauchtes O₂ gewonnen wird.

1. Berechnung der Molzahlen

Methan
Reaktionsgleichung der Verbrennung

CH₄ + 2 O₂ ———> CO₂ + 2 H₂O

Molare Masse: 16 u.
1 kg = 1000/16 = 62,5 Mol CH₄.
Bei der Verbrennung dieser Menge setzt man 62,5 Mol CO₂ und 125 Mol H₂O frei und verbraucht 2 · 62,5 = 125 Mol O₂.

Octan
Reaktionsgleichung der Verbrennung

C₈H₁₈ + 12,5 O₂ ———> 8 CO₂ + 9 H₂O

Molare Masse: 114 u.
1 kg = 1000/114 = 8,77 Mol Octan.
Dies setzt bei der Verbrennung
      8 · 8,77 = 70,2 Mol CO₂
      9 · 8,77 = 78,9 Mol H₂O
frei und verbraucht
      12,5 · 8,77 = 109,6 Mol O₂.

2. Ökologischer Vergleich
Der Heizwert von Methan ist 50 000 kJoule/kg, der von Octan 42 000 kJoule/kg.

Wie viel kJoule werden pro Mol CO₂-Ausstoß produziert?
Methan: 50 000/62,5 = 800 kJoule/Mol CO₂
Octan: 42 000/70,2 = 598 kJoule/Mol CO₂.

Wie viel kJoule werden pro Mol umgesetztes O₂ produziert?
Methan: 50 000/125 = 400 kJoule/Mol O₂
Octan: 42 000/110 = 382 kJoule/Mol O₂.

Octan ist also gegenüber Methan im Nachteil.

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