Chemisches Rechnen - Musteraufgaben- und lösungen - Sonbart.eu

Übungsaufgaben chemisches Rechnen mit Schritt für Schritt „Anleitung“ (siehe Lösungen):
1) Angabe Masse für Edukt(e) (=Ausgangsstoffe; linke Seite der Reaktionsgleichung ....) gegeben, Masse der
Produkte/eines Produkts (=Endstoffe; rechte Seite der Reaktionsgleichung ...) gesucht.
Berechne die Mengen an Kohlenstoffdioxid und Wasser, die bei der Verbrennung von
10g Butan entstehen.
2) Angabe Masse für Edukt(e) gegeben, Volumina der Produkte/Volumen eines Produkts gesucht.
Berechne die Volumina an Kohlenstoffdioxid und Wasser, die bei der Verbrennung von
10g Butan entstehen.
3) Angabe Volumen(Volumina/) für Edukt(e) gegeben, Masse und Volumina der Produkte/Volumen eines
Produkts gesucht.
Es werden 3,6 l Heptan verbrannt. Wie viel Wasser (Volumen und Masse) entsteht
4) Angabe(n) für Produkt(e) gegeben und Masse/Volumen der Edukte gesucht.
Bei der Verbrennung von Heptan entstehen 25,2 l CO 2 . Wieviel g Heptan wurden
eingesetzt und welches Volumen an Sauerstoff wurde benötigt?
Lösungen:
1) Erst Reaktionsgleichung aufstellen:
C 4 H 10 (g) + 6,5 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (g) bzw. 2 C 4 H 10 + 13 O 2 8 CO 2 + 10 H 2 O
Weiterhin gegeben:
M(C 4 H 10 ) = (4*12 + 10*1)g/mol = 58 g/mol M(CO 2 ) = 44 g/mol M(H 2 O) = 18 g/mol
m(C 4 H 10 ) = 10g
Gesucht:
m(CO 2 ) , m(H 2 O)
Rechnung über Formel: M=m/n n = m/M
Aus der Reaktionsgleichung:
Also: n(CO 2 ) = 4 n(C 4 H 10 ) und n(H 2 O) = 5 n(C 4 H 10 )
und damit:
und damit:
Einsetzen liefert (Einheitenkontrolle!!!):
m(CO 2 ) = 30 g m(H 2 O) = 16 g

2) Gesucht: V(H 2 O ), V(CO 2 )
Gegeben: C 4 H 10 (g) + 6,5 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (g) + siehe oben ...
Aus der Reaktionsgleichung:
Also: n(CO 2 ) = 4 n(C 4 H 10 ) und n(H 2 O) = 5 n(C 4 H 10 )
Es gilt: V m = V / n = konst. = 24* l/mol (* bei 20°C und 1013 hPa) und n = m/M
V = n ∙ V m
V(H 2 O) = n(H 2 O) ∙ 22,4 l/mol n(H 2 O) = ?
Analog
n(H 2 O)= =5 = 0,86 mol V(H 2 O) = 20,7 l
V(CO 2 ) = n(CO 2 ) ∙ 22,4 l/mol n(CO 2 )= = 4 = 0,69 mol V(H 2 O) = 16,6 l
3) Gesucht: V(H 2 0), m(H 2 O)
Gegeben: V(C 7 H 16 ) = 3,6 l , M(C 7 H 16 ) = 100 g/mol, M(H 2 O) = 18 g/mol
C 7 H 16 (g) + 11 O 2 (g) 7 CO 2 (g) + 8 H 2 O (g)
Aus der Reaktionsgleichung: also: n (H 2 O) = 8 n(C 7 H 16 )
wenn n (H 2 O) = 8 n(C 7 H 16 ) , dann auch V (H 2 O) = 8 V(C 7 H 16 ) (Avogadro: V m = V / n = konst.)
also: V(H 2 O) = 8 ∙ 3,6 l = 28,8 l
mit M= m/n, gilt: m(H 2 O) = n(H 2 0) ∙ M(H 2 0); n(H 2 0) = ? n = V/V m
n (H 2 O) = 8 n(C 7 H 16 ) = 8 = 8 = 1,2 mol m(H 2 O) = 1,2 mol ∙ 18 g/mol = 21,6 g
4) Gesucht: m(H 7 H 16 ), V(O 2 )
Gegeben: C 7 H 16 (g) + 11 O 2 (g) 7 CO 2 (g) + 8 H 2 O (g)
V(CO 2 ) = 25,2 l und die jeweiligen molaren Massen M(C 7 H 16 ) = 100 g/mol
Zunächst, wenn V gegeben, dann auch n bekannt V m = V / n = konst. = 24* l/mol
Aus der Reaktionsgleichung:
Also: n (C 7 H 16 ) = n(CO 2 ) und n(O 2 ) = n(CO 2 )
mit n = V/V m n(CO 2 ) = = 1,05 mol
n (C 7 H 16 ) = ∙ 1,05 mol = 0,15 mol mit M = m/n, also m = n ∙ M:
m(C 7 H 16 ) = 0,15 mol ∙ 100 g/mol = 15 g
analog n (O 2 ) = ∙ 1,05 mol = 1,65 mol mit V = n ∙ V m
V(O 2 ) = 1,65 mol ∙ 24 l/mol = 39,6 l
Oder ohne Zwischenschritt bei den Gasen: wenn n(O 2 ) = n(CO 2 ) , dann auch V(O 2 ) = V(CO 2 )
Also: V(O 2 ) = ∙ 25,2 l = 39,6 l