Stöchiometrische Berechnungen

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Einführung[Bearbeiten]

Es gelten folgende chemische Grundgesetze:

  • Die Existenz der Atome (Dalton, 1803 - 1805)
  • Boyle-Mariott:
  • Charles-Gesetz:
  • Avogadro-Gesetz:


Ideales Gasgesetz[Bearbeiten]


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Welche Dichte hat das Gas SO2 (g) bei 100°C und einem Druck von 75kPa?







Accessories-calculator.png   Aufgabe

Wie groß ist das Volumen von 1 mol eines idealen Gases bei 101,325 kPa und 0°C?



=

= 22,414

Das Molvolumen eines idealen Gases Vmolar (unter Normalbedingungen) beträgt immer 24,414 L






Atommasse[Bearbeiten]

1961 wurde 12C als Bezugselement gewählt.


Accessories-calculator.png   Aufgabe

{{{1}}}



0,7577*34,969u + 0,2423*36.966u = 35,453u




Stoffmenge/Molmenge n[Bearbeiten]

1 Mol einer Substanz ist die Stoffmenge n eines Systems, die aus ebensoviel(= NA) Teilchen besteht wie Kohlenstoffatome in 12 g des Kohlenstoffisotops 612C enthalten sind. (NA = 6,022*1023)


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Wie viel g H2 und O2 benötigt man um 20g H2O herzustellen?



2H2 + 2O2 2H2O

n(H2O) = = = 1,11

=

=

m(H2 = 1,11 mol * 2g * mol-1 = 2,22g

m(O2) =


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Wie viel Liter CO2 erhält man beim Glühen von 10g CaCO3?



CaCO3 CO2 + CaO

n =

V = Vmolar * 0,1mol = 2,24 L </math>

Molare Masse[Bearbeiten]

Die Molare Masse ist die Masse eines Mols:

Molare Masse =

M =

Bsp: H2O

M(H) = 1,0079

M(O) = 15,999

M(H2O) = 2*1,0079 + 15,999 = 18,0


Konzentration[Bearbeiten]

Die Konzentration einer Lösung ist die Menge eines gelösten Stoffes A pro Menge des Lösemittels B oder pro Menge der Lösung (V gelöster Stoff + V Lösemittel).

c =

Accessories-calculator.png   Aufgabe

100 ml einer 2 molaren Salzsäure soll auf 0,25 mol * L-1 verdünnt werden. Wie viel Wasser wird dafür benötigt? (Verdünnen von Lösungen)



c1 = 2mol*L-1

V1 = 100ml

n1 = c1*V1 = 2mol*L-1*0,1L = 0,2 mol

n1 = c1*V1 = c2*V2 = n2

V2 = = 0,8L

V(Wasser) = 0,8L - 0,1L = 0,7L


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Wieviel mL 70\%iger HNO3 (Dichte: 1,42kg*L-1) benötigt man zur Herstellung von 250 mL, 2molarer HNO3?



100g(Lsg) = 70g (HNO3)

c1*V1 = c2*V2

V1 =

c1 = w(HCl) =

V1 =



Gewichtsprozent auch Massenprozent[Bearbeiten]

w(A) =


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Eine Lösung enthält 36,5g HCl und 72g Wasser. Wieviel prozentig ist die Lösung?



w(HCl) =

Dies entspricht 36,60 %.



Prozentuale Zusammensetzung von Gemischen[Bearbeiten]

Accessories-calculator.png   Aufgabe

10 g eines Gemisches aus CaCO3 und CaSO4 werden zu einem Überschuss an HCl gegeben. Wie viel % CaCO3 enthält das Gemisch, wenn 1,5g Co2 entstehen?



CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O

n(CaCO3) = n(CO2) = = 0,0341 mol

m(CaCO3) = 0,0341mol*100g*mol-1 = 3,41g

w(CaCO3) = = 0,3413 = 34,13%



Prozentuale Zusammenstzung von Verbindungen[Bearbeiten]

Accessories-calculator.png   Aufgabe

Zimtaldehyd besteht aus C, H, O. Verbrennt man 6,5g Zimtaldehyd erhält man 19,42g CO2 und 3,54g H2O. Welche prozentuale Zusammensetzung hat Zimtaldehyd?



CXHYOZ +

n(CO2) = = 0,443mol

n(H) = 2n(H2O) = 2* = 0,394mol

m(C) = 0,443mol*12g*mol-1 = 5,316g

m(H) = 0,394mol*1g*mol-1 = 0,394g

w(C) = = 0,818 = 81,8%

w(H) = = 0,06 = 6,0%

w(O) = 100% - 81,8% -6,0% = 12,2%




Empirische Summenformel[Bearbeiten]

Accessories-calculator.png   Aufgabe

Welche empirischen Summenformel hat Zimtaldehyd?



CXHYOZ +

m(C) = 5,316g = n(C) = 0,443mol

m(H) = 0,394g = n(H) = 0,394mol

m(O) = 0,79g = n(O) = 0,049mol

C0,443H0,394O0,049 X : Y : Z = 9,04 : 8,04 : 1

Die empirische Summenformel ist die kleinste, mögliche Summenformel: C9H8O




Tatsächliche Summenformel[Bearbeiten]

Accessories-calculator.png   Aufgabe

Die Analyse einer Verbindung, die nur aus H,S,O besteht ergibt: 1,04% Wasserstoff, 33,04% Schwefel und 65,92% Sauerstoff. Die Molmasse der Verbindung beträgt 194g*mol-1. Wie lauten die empirische und die tatsächliche Formel?



100g HxSyOz 1,04g H, 33,04g S, 65,92g O

x = n(H) = = 1,04mol

y = n(S) = = 1,03mol

z = n(O) = = 4,12mol

dies entspricht einem Verhältnis von 1 : 1 : 4, also einer empirischen Formel von HSO4

M(HSO4) = 97 g*mol-1

= 2

H2S2O8




Molenbruch auch Stoffmengenanteil[Bearbeiten]


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Wie groß sind die Stoffmengenanteile / Molenbrüche HCl und Wasser?



n(HCl) =

n(H2) =




Molalität[Bearbeiten]

ist temperaturabhängig!


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Welche Molalität hat die Lösung?



m(H2O) = 72g (Lösemittel)

b(HCl) =




Molarität[Bearbeiten]

ist auch temperaturabhängig!


Accessories-calculator.png   Aufgabe

Welche Molarität hat die Lösung? (Die Dichte der Lösung beträgt 1,17 kg * L -1)





Begrenzender Reaktand[Bearbeiten]

Accessories-calculator.png   Aufgabe

Wieviel mol SnCl4 entstehen aus 100g SnF2 und 11,2L Cl2?



2SnF2 + 2Cl2 SnCl4 + SnF4


n(SnF2) =

n(Cl2) =

Es können also aufgrund des Reaktionsverhältnisses SnF2 : Cl2 = 1 : 1 auch nur 0,5 mol des SnF2 effektiv verbraucht werden.

n(SnCl4) = 0,5*n(SnF2)eff = 0,25 mol



spezielle Konzentrationen:

10-3 (Promille), 10-6 (ppm), 10-9 (ppb)