Rechnen mit Stoffmengenkonzentrationen und ... - laborberufe.de

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Zu c) n( a2SO3 ) = c( a2SO3 ) ⋅ V ( Lsg) = 0,18735 mol ⋅ 2,5L = 0, 468375 mol Zu d) m( a2SO3 ) = n( a2SO3 ) ⋅ M ( a2SO3 ) = 0, 468375 mol ⋅126,04 g ≈ 59,034g mol ► Lösungsmöglichkeit2: Rechnen über Massenanteile a) Zuerst wird mit der Definitionsgleichung der Massenkonzentration berechnet, welche Masse m(SO 2− 3 ) in der gewünschten Lösung insgesamt enthalten sein soll. b) Anschließend wird mithilfe der molaren Massen berechnet wie groß der Massenanteil w(SO 2− 3 ) im Reinstoff a 2 SO 3 ist. c) Mithilfe der allgemeinen Definitionsgleichung des Massenanteils wird berechnet in welcher Masse m(Na 2 SO 3 ) die gewünschte Stoffportion enthalten ist. 2− 2− g Zu a) m( SO3 ) = β ( SO3 ) ⋅ V ( Lsg) = 15 ⋅ 2,5L = 37,5g L g 2− 1⋅80,064 Zu b ) 2− 1 ⋅ M ( SO3 ) w( SO3 ) = = mol = 0,635227 M ( a2SO3 ) g 126,04 mol Zu c) 1.10. m gesamt m( SO ) 37,5g = = ≈ 59,034 w( SO ) 0,635227 2− 3 2− 3 a) Bei Lösen von Salzen kommt es zur Volumenkontraktion oder Volumenerweiterung. Gibt man z.B. 1000 mL zu 20 g eines Salzes, resultieren nicht 1000 mL Lösung sondern mehr oder weniger Volumen als 1000 mL. b) Zuerst wird w(NH 4 Cl) berechnet. Dies ist möglich, weil die Masse der Lösung bekannt ist. Gibt man zu 20 g Salz nämlich 1000 g H 2 O (≙ 1000 mL), so entstehen 1020 g Lösung. Formel 5 => w H Cl m( H Cl) 20g m( Lsg) 20g + 1000g 4 ( 4 ) = ≈ ≈ 0,019608 Nun lässt sich diese Gehaltsangabe in die Massenkonzentration umrechnen: g g g Formel 7 => β ( H 4Cl) = w( H 4Cl) ⋅ ρ( Lsg) ≈ 0,019608 ⋅1,0563 ≈ 0,02071 ≈ 20,71 mL mL L Die Umrechnung in die Stoffmengenkonzentration liefert: Formel 6 => 1.11 c H Cl g 20,71 β ( H Cl) = ≈ L ≈ 53,4912 mol 4 ( 4 ) 0,387 M ( H4Cl) g Es wird die Stoffmenge n(Cl − ) berechnet, die in 50 g Lösung enthalten ist. Stöchiometrische Grundgleichung (Formel 1) => mol L − − m( Cl ) 0,5g n( Cl ) = = ≈ 0,0141033mol − M ( Cl ) g 35, 4527 mol Da die gelöste Verbindung FeCl 3 lautet, ist bekannt, dass 3 Cl − -Ionen durch die Auflösung von 1 FeCl 3 -Teilchen entstehen. Die in der Lösung enthaltenen FeCl 3 -Stoffmenge ist also dreimal kleiner als die Cl − -Stoffmenge. Dies erkennt man auch an der Reaktionsgleichung (1:3-Koeffizientenverältnis): FeCl 3 (aq) → Fe 3+ + 3 Cl − 0,004801 mol 0,0141033 mol Die Masse der Lösung (50g) lässt sich mit der Dichteformel in ein Volumen umrechnen:
Formel 0 => m( Lsg) 50g ρ( Lsg) g 1,182 cm 3 V ( Lsg) = = ≈ 42,30cm ≙ 0,04230L Mit der Definitionsgleichung der Stoffmengenkonzentration lässt sich c(FeCl 3 ) berechnen: Formel 3 => 1.12 c FeCl Zuerst wird berechnet, wie groß c(NH 4 + ) ist. Formel 6 => 3 ( 3) = ≈ ≈ 0,1135 3 n( FeCl ) 0,004801mol mol V ( Lsg) 0,04230L L β ( H ) g 13,1 + + 4 ( 4 ) = = L ≈ 0,72622 + M ( H4 ) g c H 18,03850 mol Aus der Formel für Ammoniumphosphat (NH 4 ) 3 PO 4 ist zu entnehmen, dass die Phosphat-Stoffmenge bzw. die Phosphat- Stoffmengenkonzentration c(PO 3− 4 ) drei mal kleiner als die Ammonium-Stoffmengenkonzentration. (NH 4 ) 3 PO 4 (aq) → + 3 NH 4 3− + PO 4 0,72622 mol/L 0,24207 mol/L Die Phosphat-Stoffmengenkonzentration kann nun in die Massenkonzentration umgerechnet werden: Formel 6 => 2.1 mol L 3− 3− 3− mol g g β ( PO4 ) = c( PO4 ) ⋅ M ( PO4 ) ≈ 0,24207 ⋅94,9714 ≈ 22,99 L mol L Ob man nun eine Verbindung mit oder ohne Kristallwasser wählt, ist für den Rechenweg egal. Nur die zu benutzenden molaren Massen unterscheiden sich. Zuerst wird die Stoffmenge n(Na 2 CO 3 ) ausgerechnet, die enthalten sein soll. Formel 3 => mol L −6 −7 n( a2CO3 ) = c( a2CO3 ) ⋅ V ( Lsg) = 50⋅10 ⋅ 0,1L = 50⋅ 10 mol Nun kann in die benötigten Massen umgerechnet werden: Teilaufgabe a) (Formel 1)=> −7 g m( a2CO3 ) = n( a2CO3 ) ⋅M ( a2CO3 ) ≈ 50⋅10 mol ⋅105,989 ≈ 0,00053g mol Die Masse ist klein und deshalb auf der Analysenwaage nur ungenau abwiegbar. Teilaufgabe b) 50·10 −7 mol Na 2 CO 3 sind in 50·10 −7 mol Na 2 CO 3·10H 2 O enthalten. (Formel 1)=> −7 g m( a2CO3 ⋅ 10 H2O) = n( a2CO3 ⋅10 H2O) ⋅ M ( a2CO3 ⋅10 H 2O) ≈ 50⋅10 mol ⋅286,142 ≈ 0,0014g mol Diese Masse ist etwas größer und deshalb genauer abwiegbar. 2.2 Zuerst wird die Stoffmenge an Ca(NO 3 ) 2·4H 2 O berechnet: Formel 1 => m( Ca( O3 ) 2 ⋅4 H 2O) 30g n( Ca( O3 ) 2 ⋅ 4 H 2O) = = ≈ 0,12704mol M ( Ca( O3 ) 2 ⋅ 4 H 2O) g 236,149 mol Da in einem Ca(NO 3 ) 2·4H 2 O-Teilchen 1 Ca(NO 3 ) 2 -Teilchen enthalten ist, gilt: n(Ca(NO 3 ) 2 ) ≈ 0,12704 mol. Nun werden mit dem Koeffizientenverhältnis die Stoffmengen n(Ca 2+ ) und n(NO − 3 ) berechnet: Ca(NO 3 ) 2 (aq) → Ca 2+ − + 2 NO 3 0,12704 mol 0,12704 mol 0,2541 mol
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Seite 7: 100 % ≙ x => x = 33,02 g Viehsalz

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