3.2.1 Die Stoffmenge n

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KSH-Chemie 3 Atomlehre 3.2 Quantitative Beziehungen Aufgabe 7 Ein professioneller Computer-Bildschirm besitzt eine Auflösung von 1‘248 Zeilen mit je 1’664 Pixeln (Bildpunkten) und eine Bild-Wiederholfrequenz von 100 Hz (= 100/s). Mit anderen Worten: in jeder Sekunde wird das ganze Bild, bestehend aus 1‘248 x 1'664 Bildpunkten, 100 Mal neu aufgebaut. Wieviele Jahre muss der Bildschirm eingeschaltet bleiben, bis er insgesamt 1 mol Pixel angesprochen hat? Bisher wurde von der relativen Masse in u gesprochen. Unter der molaren Masse eines Stoffes versteht man die Masse von 1 mol der Teilchen des entsprechenden Stoffes in Gramm. Aufgabe 8 Berechne die molare Masse der folgenden Stoffe: a) HIO 3 b) Cu(NH 3) 4 Aufgabe 9 Ein Sauerstoff-Atom hat einen Atomradius von 0.65 Å (Ångstrom), was 6.5 x 10 -11 Metern entspricht. Der sonnenfernste Planet (Pluto) ist von dieser im Mittel 5.9 x 10 12 Meter entfernt. Wieviel mol Sauerstoff-Atome muss man aneinanderreihen, um eine Kette von der Sonne zu Pluto zu erreichen? Aufgabe 10 Stell Dir vor, Du sitzt am Seeufer, und jede Sekunde fliegt 1 Mia. Möwen an Dir vorbei. Wieviele Jahrtausende müsstest Du so sitzen bleiben, bis 1 mol Möwen an Dir vorbeigezogen sind? Aufgabe 11 Wieviele Liter nehmen die folgenden Gasproben ein? Welche Massen in g haben die Proben? a) 0.6 mol Sauerstoff b) 3.7 mol Kohlendioxid Aufgabe 12 Welche Stoffmenge entspricht den folgenden Gasproben? Welche Masse haben die Proben? a) 10 Liter Wasserstoff b) 7.5 Milliliter Butan-Gas (Butan = C 4H 10) P. Good 2
KSH-Chemie 3 Atomlehre 3.2 Quantitative Beziehungen 3.2.2 Stöchiometrie = chemisches Rechnen Die Reaktionsgleichung einer chemischen Umsetzung bringt das Teilchenverhältnis der Edukte und Produkte zum Ausdruck. Aus der Reaktionsgleichung der Aluminiumgewinnung aus Aluminiumoxid (2 Al 2O 3 4 Al + 3 O 2) lässt sich demnach folgendes ableiten: Immer 2 Aluminiumoxid-Teilchen reagieren zu jeweils 4 Aluminium-Atomen und 3 Sauerstoff- Molekülen. Es lässt sich aber auch das Folgende aussagen: 6‘000 Aluminiumoxid-Teilchen reagieren zu 12‘000 Aluminium-Atomen und 9‘000 Sauerstoff- Molekülen. In der Chemie werden Teilchenzahlen aber meistens in der Masseinheit mol angegeben, so dass sich auch sagen lässt: 2 mol Aluminiumoxid-Teilchen reagieren zu 4 mol Aluminium-Atomen und 3 mol Sauerstoff- Molekülen. Kennt man das Teilchenverhältnis einer Reaktion, kann man aber die Reaktion in der Praxis noch nicht umsetzen, da es unmöglich ist, Teilchen abzuzählen. Um die Edukte und Produkte dennoch im richtigen Verhältnis miteinander reagieren zu lassen, rechnet man das Teilchenverhältnis in ein Massenverhältnis um, und zwar mit Hilfe der molaren Massen der Edukte und Produkte: M(Al 2O 3) = 102 g/mol M(Al) = 27 g/mol M(O 2) = 32 g/mol Nun verrechnet man die molare Masse mit den Zahlen des Teilchenverhältnisses: (Diese Zahlen werden auch ‚stöchiometrische Koeffizienten‘ genannt.) 2 mol x 102 g/mol Al 2O 3 reagieren zu 4 mol x 27 g/mol Al und 3 mol x 32 g/mol O 2. 204 g Al 2O 3 reagieren zu 108 g Al und 96 g O 2. Wir haben so aus einem Teilchenverhältnis ein Massenverhältnis ermittelt. Der Massenerhaltungssatz besagt, dass die Summe der Massen der Edukte gleich der Summe der Massen der Produkte sein muss. In unserem Falle: aus 204 g Edukt werden 204 g Produkte. Aufgabe 13 Es sollen 25 kg Aluminium hergestellt werden. Wieviele kg Aluminiumoxid muss man dafür verwenden? P. Good 3
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