2 Lösungen Definition: Die Konzentration in Massenanteil (= Massenprozent) gibt den Gehalt an gelöstem Stoff (in g) pro 100 g Lösung an.

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1 2 Lösungen Lösungen 1. Konzentrationen In der Chemie gibt es mehrere Mögichkeiten, die Konzentration einer Lösung anzugeben. In der Bauchemie werden die Konzentrationen meist in Massenanteien oder Massenprozent angegeben. Die Konzentration in Massenantei (= Massenprozent) gibt den Gehat an geöstem Stoff (in g) pro 100 g Lösung an. Eine 20%ige NaC-Lösung enthät 20 g Kochsaz in 100 g Kochsazösung. 2. Hersteen einer Lösung Stee 50 g einer 7,5%igen Lösung von NH 4 C her. - 7,5%ige Lösung heißt: 7,5 g NH 4 C in 100 g Lösung. 3,75 g NH 4 C in 50 g Lösung. - Um 50 g Lösung herzusteen braucht man 3,75 g NH 4 C und 50-3,75 = 46,25 g Wasser. - Praktisches Vorgehen: man wiegt ein Bechergas eer m 0 man gibt 3,75 g NaC hinzu m 0 + 3,75 g man fügt Wasser hinzu, bis m g 3. Momasse M m n M: m: n: Momasse = moare Masse in g/mo Masse in g Stoffmenge in mo

2 2 Lösungen Lösungen von Sazen mit Kristawasser Einige Saze enthaten in der festen Form Wasser, sogenanntes Kristawasser, z.b. CuSO 4 5H 2 O; CaSO 4 2H 2 O und MgSO 4 7H 2 O Bei diesen Sazen muß das Kristawasser bei der Berechnung der Lösung berücksichtigt werden, wei das Wasser mit gewogen wird. Eine 5%ige CuSO 4 -Lösung enthät 5 g wasserfreies Kupfersufat in 100 g Lösung. Um 100 g dieser Lösung herzusteen, muß man die Menge CuSO 4 5H 2 O abwiegen, die 5 g CuSO 4 enthät. Momasse von CuSO 4 5H 2 O: 63,5g + 32g g g = 249,5 g Momasse von CuSO 4 : 63,5g + 32g g = 159,5 g D.h.: 159,5 g CuSO 4 sind enthaten in 1 g CuSO 4 sind enthaten in 5 g CuSO 4 sind enthaten in 249, 5g 5 782, g CuSO 4 5H 2 O 159, 5 5. Weitere Konzentrationen Voumenprozente Die Konzentration in Voumenanteien wird beimlösen von Füssigkeiten verwendet. Die Konzentration in Voumenanteien gibt das Voumen des geösten Stoffes (in cm 3 ) in 100 cm 3 Lösung an. Stoffmengenkonzentration (moare Lösungen) früher: Moarität Die Stoffmengenkonzentration c ist der Quotient aus der Stoffmenge n des geösten Stoffes (in mo) und dem Voumen V der Lösung (in ) n c V c: n: m: Stoffmengenkonzentration in mo/ Stoffmenge in mo Voumen in Verdünnte Sazsäure mit c = 0.1 mo/ oder 0.1 M HC. In 1 Liter Lösung sind 0,1 mo HC (bzw. 3,65 g HC)

3 2 Lösungen Versuchsdurchführung - Stee nachfogende Lösungen her. Beachte dabei jeweis etwaige Temperaturänderungen. - Bestimme jeweis die Dichte der Lösungen mit zwei Methoden. - Berechne jeweis die Stoffmengenkonzentration. Lösungen von Sazen Lösungen hydrathatiger Saze g an 15 %igem Kaiumchorid g an 12%igem Magnesiumsufat g an 15%igem Kaiumchorid g an 10%igem Magnesiumsufat g an 10%igem Ammoniumchorid g an 5%igem Magnesiumsufat g an 8%igem Ammoniumchorid g an 8%igem Magnesiumsufat g an 15%igem Natriumchorid g an 7%igem Kupfersufat g an 8%igem Natriumchorid g an 10%igem Kupfersufat g an 15%igem Caciumchorid g an 7%igem Kupfersufat g an 10%igem Caciumchorid g an 0,5%igem Caciumsufat g an 10%igem Natriumnitrat g an 1%igem Caciumsufat g an 15%igem Natriumnitrat g an 1,5%igem Caciumsufat Lösungen von Füssigkeiten m an 5 Voumen-%igem Akoho m an 8 Voumen-%igem Akoho m an 10 Voumen-%igem Akoho m an 12 Voumen-%igem Akoho 7. Versuchsbericht - Versuchsbeschreibung - Berechnungen, auch wenn die Versuche nicht durchgeführt wurden - Versuchsergebnisse - Weshab verändern sich die Temperaturen?

4 2 Lösungen Musterösung Hersteung von 60 g einer Lösung an 12%igem Magnesiumsufat Berechnungen: Erforderiche Masse an MgSO 4 : In 100g Lösung sind 12g MgSO 4, in 60g Lösung sind somit g = 7,2 g MgSO 4 Hydrathatiges Saz, Forme: MgSO 4 7H 2 O: Masse von 1 Mo MgSO 4 7H 2 O: 24,3g + 32,1g ,0g ,0g = 246,4 g Masse von 1 Mo MgSO 4 : 24,3g + 32,1g ,0g = 120,4 g D.h.: 120,4 g MgSO 4 sind enthaten in 1 g MgSO 4 sind enthaten in 7,2 g MgSO 4 sind enthaten in Benötigte Masse an MgSO 4 7H 2 O: m = 14,73g 246, 4g 7, 2 14, 73g 120, 4 MgSO 4 7H 2 O Versuchsbeschreibung: - Leeren Erenmeyerkoben oder Bechergas wiegen, Masse m 0 notieren. - 14,73g MgSO 4 7H 2 O in einen Erenmeyerkoben oder ein Bechergas füen. - Destiiertes Wasser in das Gefäß füen bis Masse von Saz und Wasser 60g beträgt. - Meßsonde von Thermometer in die Lösung stecken, Temperatur beobachten und notieren, Lösung umrühren bis voständige Lösung. Temperaturen notieren. - Dichte der Lösung messen: Leeren Meßzyinder abwiegen, beiebige Menge an Lösung einfüen, Voumen abesen, Masse Meßzyinder mit Lösung messen, Masse an Lösung rechnen, Dichte aus Masse und Voumen berechnen ( =m/v). oder Meßzyinder oder Standzyinder füen, Aräometer (Senkwaage) vorsichtig eintauchen, Dichte abesen Versuchsergebnisse: Anfangstemperatur T 0 =18,9 C, Endtemperatur T =21,1 C, somit Temperaturanstieg um 2,1K Temperaturanstieg beim Lösungsvorgang: T = 2,1K Dichte der Lösung = 1,126 g/cm 3

5 2 Lösungen Berechnung der Stoffmengenkonzentration: - Anzah n an Mo im Saz: Momasse von MgSO 4 : M = 120,4g/mo Masse an MgSO 4 in der Lösung: m = 7,2 g Stoffmenge in der Lösung: n - Voumen an Lösung: V m 60 g 53, 29cm g 1126, 3 cm V = 53, dm 3 V = 53, Stoffmengenkonzentration c m M 72, g 120, 4 n = 0,0598mo 3 n V c = 1,122 mo g mo 0, 05978mo 3 53, , mo Änderung der Temperatur: L = H - U Lösungswärme = Hydratisierungsenergie - Gitterenergie H: freiwerdende Hydratisierungsenergie. Energie die freigesetzt wird, wenn Wassermoeküe und frei bewegiche Ionen sich anziehen und verbinden (Hydratisierung der Ionen). : Anion (negativ geadenes Ion) : Kation (positiv geadenes Ion) : Wassermoekü U: benötigte Gitterenergie. Erforderiche Energie, um die Ionen aus ihrer Gitterstruktur auseinander zu reißen. Hier: Temperaturanstieg um T=2,1K d.h. positive Lösungswärme, es wird Wärme beim Lösungsvorgang freigesetzt: die freiwerdende Hydratisierungsenergie ist größer as die benötigte Gitterenergie.