Umrechnung von Gehaltsangaben und Herstellung von Lösungen

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1 Umrechnun von Gehaltsanaben und Herstellun von ösunen 1. Rechnen Sie in die in eckien Klammern aneebene Größe aus bzw. in diese um Molare Masse: M; Masse: m; Stoffmene: n, Anzahl der Moleküle: N) a) NiCl NickelII)chlorid [M] b) Na CO H O NatriumcarbonatDecahydrat [M] c) 150 Aluminium Al [n] d) 00 m reine Schwefelsäure H SO 4) [N] e) 1,75 Schwefelsäure H SO 4 [m] f),0 m NitratIonen NO [m]. Berechnen Sie aus der Stoffmenenkonzentration die Massenkonzentration. a) Natriumthiosulfats. cna S O ) = / b) Chlorsäure chclo ) = 0,50 /. Welche Stoffmenenkonzentration cx) hat die jeweilie ösun mit folender Massenkonzentration? a) βnacl) = 0,5 / b) βch COOH) = 150 m/ Essisäure) 4. Ermitteln Sie die Massenkonzentrationen βx) folender ösunen. a) wh SO 4) = 0,08%, ρ0 C) = 1,140 /cm b) wnaoh)=1,7%, ρ0 C) = 1,150 /cm 5. Welchen Massenanteil wx) in Prozent hat folende ösunen? a) βhno ) = 800 /; ρ0 C) = 1,60 /cm b) cnh 4Cl) = 75,6 µ/m, ρ = 1,0045 /ml 6. Berechnen Sie die in der eckien Klammer aneeben Größe mit der dort aneebenen Einheit a) cnacl) = 0,7 / [wnacl)] ρ=1,067 /cm ) b) cphenol) = 1,9 µ/ [βc 6H 5OH), m/] c) cethanol) = 0,085 / [σc H 5OH), %)] ρ = 0,99115 d) ckoh) = 11 5 /m [βkoh), m/] /m) 7. Berechnen Sie die einzuwieenden Massen des Ausansstoffes um die ösun herzustellen. Ermitteln Sie notwendie Größen Molare Masse M, Dichte ρ etc.) wenn nicht aneeben mit Hilfe des Tabellenbuchs 1. a) 00 m KCl mit ckcl) = 1,75 / b) 000 m Essisäureösun mit wchcooh)= 8 % ρessisäures.) = 1,0098 /cm ) c) 500 m Harnstoffösun mit cch 4ON ) = 75 m/ d) 50 m Oxalsäures. mit βc O 4H ) =, / aus OxalsäureDihydrat C O 4H H O 8. Wiet man blaues KupferII)sulfat KupferII)sulfatPentahydrat) mit mcuso 4 5H O) = 5 ein und füllt in einem Messkolben bis 00 mmarke auf, so ist die Massenkonzentration der ösun nicht βcuso 4) = 5 /. Erklären Sie diesen Sachverhalt in wenien Sätzen und berechnen Sie die tatsächliche Massenkonzentration. 9. Berechnen Sie die Masse des in eckien Klammern aneebenen Stoffs im Volumen der folenden ösunen a) m mit βicl) = 5 / [Cl ] b) m ck CrO 4) = 1, / [K + ]. 8,9 CalciumchloridHexahydrat werden in insesamt 500 m elöst. Berechnen Sie βcacl ), βca + ) und βcl ). 11. Es sollen aus KupferII)nitratTrihydrat CuNO ) H O) 0 m einer ösun mit βno ) = 5 / herestellt werden. Wie ehen Sie vor? einer CuSO 4ösun sind herzustellen, die insesamt 5 Cu + enthalten. Aus Ausansstoff steht technisches CuSO 4 5H O mit einem CuSO 4 5H OAnteil von 96% zur Verfüun. Wie ehen Sie vor? ösunen ohne Gewähr); kommentierte Musterlösunen auf 1a) 19,59/; 1b) 86,08 /; 1c) 5,56 ; 1d) ca. 1,8 1 Teilchen; 1e) 171,68 ; 1f) 0,14 ; a) 16, /; b) 4,9 /; a) 4,778 /; b),4978 /; 4a) 8,91 /; 4b) 157,9 /; 5a) 58,8%; 5b),0%; 6a),98%; 6b) 0,1788 m/; 6c),96%, 6d) 688 m/; 7a) 6,099 ; 7b) 161,568 ; 7c),51; 7d) 1,1; 8),196 /; 9a) 0,0418; 9b),01; ) βcacl ) = 9,017 /; βca + ) =,56 /; βcl ) = 5,761 /; 11) 4,87; 1) 0,46 1 Vorhandensein der benötiten Daten eprüft für Hübschmann et al.: Tabellen zur Chemie, 9. Auflae und Küster Thiel: Rechentafeln für die chemische Aalytik, 5. Auflae

2 ösunen ohne Gewähr) Die meisten Aufaben lassen sich durch die im Unterricht besprochenen Formeln auch im Tabellenbuch zu finden) durch Umformen und Einsetzen lösen. Alternativ dazu können die meisten Aufaben in einer Kombination aus Dreisatz und folenden Grundleichunen elöst werden: M= m/n; c= n/v und β=m/v M: Molare Masse, n: Stoffmene, c: Stoffmenenkonzentration; β: Massenkonzentration, V: Volumen). Nr. 1 Aus den Atommassen bzw. Molaren Massen im PSE, der Beziehun m X ) M X ) = und der AVOGADROKonstante n X ) N A 1 = 6,0 folt: a) M NiCl) = M Cl) + M Ni) = 5, ,69 = 19,59 b) c) M Na CO H O) = M Na) + M C) + 1 M O) + 0 M H ) = =,00 + 1, , ,01 = 86,08 m Al) 150 n Al) = = = 5,56 M Al) 6,98 m HSO4 ) 00 4) = = =,09 M HSO4 ) n H SO 98,079 Dreisatz : d) 1 A6,0,09 N = 1,8 AN 1 Teilchen e) m H SO ) = M H SO ) n H SO ) = 98,079 1,75 = 171,68 f) m NO ) = M NO ) n NO ) = 6,005 = 0,14 Nr. b Na S O ) = c Na S O ) M Na S O ) = 158,1 = 16, a) b HClO ) = c HClO ) M HClO ) = 0,5 84,4588 = 4,9 b) Nr. a) 0,5 c NaCl) = = = 4,778 M NaCl) 58, 445 b NaCl)

3 b CH 150 COOH ) b) c CHCOOH ) = = =,4978 M CHCOOH ) 60,05 Nr. 4 b H SO ) = w H SO ) r H SO ) = 0, 008 1,140 = 0, 891 = 0, 891 = 8,91 m m 1 a) b) b NaOH ) = w NaOH ) r s) = 0,17 1,150 = 0,1579 = 0,1579 = 157,9 m m 1 Nr a) w HNO ) = = = = 0,588 = 58,8% 1,60 1, m 1 b) m 1 75,6 5, ,6 5, 491 ) ) w NH 1 4Cl) = = m = r NH4Cl) 1,0045 1, m = 0,000 =,0% c NH 4Cl M NH 4Cl 6 Nr. 6 a) 0,7 58,445 0,7 58,445 c NaCl) M NaCl) w NaCl) = = = = 0,098 =,98% r NaCl) 1,067 1,067 1 m 1 b C6H5OH) = c C6H5OH ) M C6H5OH ) = 1,9 94,11 = b) m m 1, 7881 = 1, 7881 = 0,1788 0,085 46,069 0,085 46,069 c EtOH ) M EtOH ) s EtOH ) = = = = c) r EtOH ) 0, , ,9601 =,96% 5 b KOH ) = c KOH ) M KOH ) = 11 56,56 = m d) 5 00 m m 11 56,56 = 6,88 = 6,88 = Nr. 7 a) 1.Berechnen der Stoffmene in 50 m: n KCl) = V KCl) c KCl) = 0, 0 1, 75 = 0,5. Berechnen der Masse m: m KCl) = n KCl) M KCl) = 0,5 74,55 = 6,099 alternativer Berechnunswe: 1. Berechnun der Masse mkcl) in 1. 6

4 . Herunterrechnen auf 00 m mit Dreisatz) b) 1. Berechnen der Massenkonzentration b CHCOOH ) = w CHCOOH ) r CHCOOH ) = 0,08 1,0098 = 0, m m. Berechnen der Masse m CHCOOH ) = b CHCOOH ) V CHCOOH ) = 0, m = 161,568 m alternativer Berechunswe: 1. Berechnun der Masse von 000 m ösun mithilfe des Volumens und der Dichte: m = ρ V) => m = 019,6. Berechnun des Masse Essisäure mithilfe des Massenanteils w= 0,08); w CH COOH ) m CH COOH ) m ösun) = ; umformen; => => mch COOH) = 161,568 c) Bspw. ösunswe wie bei a) oder 1. Berechnen der Masse in 1 Masse von 75 m) m CH 4ON) = M CH 4ON ) n CH4ON ) = 60, = 4,504. Berechnen der Masse in 500 m Dreisatz) 0,5 m CH4ON ) = 4,504 =, 51 1 d) 1. Berechnen der Masse Oxalsäure in 50 m ösun m CHO4 ) = b CH O4 ) V CHO4 ) =, 0,5 = 0,8. Berechnen des Massenanteils von Oxalsäure in OxalsäureDihydrat 90, 04 M Oxalsäure) w Oxalsäure) = = = 0,714 M Oxalsäure Dihydrat) 16, 066 z.b. In 0 OxalsäureDihydrat sind also 71,4 Oxalsäure enthalten.. Dreisatz zur Berechnun der erforderlichen Masse 71, 4 Oxalsäure A 0 Oxalsäure Dihydrat 0,8 Oxalsäure A x x = 1,1 Nr. 8. In 5 blauem CuII)sulfat = CuII)sulfatPentahydrat) sind wenier als 5 CuII)sulfat enthalten. Deshalb ist auch die resultierende Massenkonzentration eriner als 5 /. Der Anteil an CuSO 4 in CuSO 4 5 H O beträt

5 w CuSO M CuSO ) 159, 6 4 4) = = = 0,69 M CuSO4 5 HO) 49,686 Die in 5 CuSO 4 5H O enthalte Masse CuII)sulfat beträt damit m CuSO4 ) = 0, 69 5 =,196 Die Massenkonzentration beträt also βcuso 4) =,196 / Nr. 9 a) 1. Berechnun der Masse icl in m m icl) = b icl) V icl) = 5 0,01 = 0,05. Berechnun der Masse Cl in 0,05 icl M Cl ) 5,457 m Cl ) = m icl) = 0,05 = 0,0418 M icl) 4,94 b) 1. Berechnun der Masse K CrO 4 in m m K CrO ) = b K CrO ) V K CrO ) = c K CrO ) M K CrO ) V K CrO ) = , 194,190 0,1 = 5,049. Berechun der Masse K + in 5,049 K CrO 4 78,1966 M K ) m Cl + ) = m KCrO4 ) = 5,049 =,01 M KCrO4 ) 194,190. FÜR DIE STOFFMENGEN GIT: 8,9 n CaCl 6 H O) =» 0, , 08 Die leiche Stoffmene an CaCl ist enthalten, da 1 Formeleinheit CaCl 6H O 1 CaCl enthält. => ncacl ) 0, Da pro CaCl 6H O 1 Ca + und Cl enthalten sind, ilt weiterhin: nca + ) 0, sowie ncl ) 0, , FÜR DIE MASSEN GIT: m CaCl) = M CaCl) n CaCl) Þ m CaCl) = 1,98 0,040644» 4, m Ca ) = M Ca ) n Ca ) Þ m Ca ) = 40,08 0,040644» 1,686 m Cl ) = M Cl ) n Cl ) Þ m Cl ) = 5,45 0,081488»,88051 FÜR DIE MASSENKONZENTRATIONEN GIT:

6 ) 4, b CaCl) = m CaCl Þ b CaCl) =» 9,017 V s.) 0,5 ) 1,686 ) m Ca + ), b Ca = Þ b Ca =» V s.) 0,5 ),88051 ) m Cl ) 5,761 b Cl = Þ b Cl =» V s.) 0,5 11. Berechnun der erforderlichen Masse mno ) m NOβ ) NO = V s ).) = 5 0,1 =,5 ATERNATIVE1: Berechnun der erforderlichen ATERNATIVE: Berechnun der erforderlichen Masse an Ausansstoff ohne Benutzun von Masse an Ausansstoff mit Benutzun von Massenanteilen) Massenanteilen) m NO ),5 ) = = M NO )» 0,04019 n NO 6, 005 Da ein Teilchen CuNO ) H O NO liefert, ist die benötite Stoffmene an Salz nur halb so roß: ncuno ) H O) 0,00160 M NO ) 6,005 ) = =» 0,5176 M Cu NO ) H O w NO 41, 601 Der Ausansstoff besteht zu 51,76 % aus NO. Welche Masse an Ausansstoff ist also erforderlich um,5 NO zu erhalten? => m Cu NO ) H O) = n Cu NO ) H O) M Cu NO ) H O) Þ m Cu NO ) H O) = 0, , 601» 4,87 m NO ) m Cu NO ) HO) = Þ w NO ),5 m Cu NO ) HO) =» 4,87 0, ,87 werden in einen 0 m Messkolben einewoen und unter ösen bis zur Marke mit H O aufefüllt. Nr. 1 5 Cu + entsprechen n = 0, Da in 1 CuSO 4 5H O auch 1 Cu + Teilchen enthalten ist, werden auch n = 0, CuSO 4 5H O benötit. Das sind 19, reines CuSO 4 5H O. Da aber nur verunreinites CuSO 4 5H O zur Verfüun steht, muss etwas mehr einewoen werden: m esamt m CuSO 5 H O) 19, w CuSO 5 H O) 0, 96 4 = =» 4 0, 46 0,46 des Ausansemisches werden unter Rühren in einem Becher mit Wasser auf eine Gesamtmasse von 150 elöst.