Umsatzberechnungen und Einrichten von Reaktionsgleichungen

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1 Umsatzberechnunen und Einrichten von Reaktionsleichunen Technische Oberschule 1. Grundleende Aufaben 1.1. Richten Sie zuerst die Reaktionsleichun ein. Berechnen Sie anschließend anhand der eebenen Stoffmene, die Stoffmenen der anderen ebildeten bzw. verbrauchten Reaktionspartner. Beispiel 1 2 H2 + O2 2 H2O 0,5 0,25 0,5 2 H2-Moleküle reaieren mit 1 O2-Molekül (vl. Koeffizientenverhältnis 2:1). Mit anderen Worten: Es wird immer die halbe (1/2) Stoffmene O2 verbraucht. 0,5 H2 reaieren entsprechend mit 0,25 O2. Dabei entstehen 0,5 H2O (ween Koeffizientenverhältnis 2:2). Beispiel 2 Ca3P2 + 6 H2O 3 Ca(OH)2 + 2 PH3 0,8 4,8 2,4 1,6 Aus dem Koeffizientenverhältnis 6:3 folt, dass die doppelte Mene H2O verbraucht wird, wie Ca(OH)2 entsteht, d.h. 4,8. Aus dem 1:3-Koeffizientenverältnis (Ca3P2 : 3 Ca(OH)2), folt dass 3 mal mehr Ca(OH)2 ebildet wird, wie Ca3P2 verbraucht wird. Mit anderen Worten: Es wird 1 Drittel der Ca(OH)2-Stoffmene benötit, d.h. 0,8. Aus dem Koeffizientenverhältnis 3:2 folt, dass 1,6 PH3 ebildet werden, wenn 2,4 Ca(OH)2 entstehen. a) Na2O2 Na2O + O2 1 b) NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O 0,5 c) N2O + H2 N2H4 + H2O 0,75 d) Cu2S + Cu2O SO2 + Cu 0,9 e) H2O + CO2 CH4 + O2 0,654 f) Al4C3 + H2O Al(OH)3 + CH4 1, a) Welche Masse Natrium und welches Volumen Cl2-Gas (p = 1013 hpa, = 20 C) müssen zur Synthese von 10 NaCl einesetzt werden? Anm.: 1 eines Gases nimmt bei 20 C und 1013 hpa 24,06 L ein. b) Welche Auswirkun hat es auf die NaCl-Masse, wenn 12,5% mehr Na als berechnet einesetzt werden? 1.3. Berechnen Sie die Volumina an H2 und O2 (p = 1013 hpa, = 20 C) um 50 ml H2O herzustellen. (ρ = 1,0 /cm 3 ). Anm.: 1 eines Gases nimmt bei 20 C und 1013 hpa 24,06 L ein Calciumcarbonat (CaCO3) reaiert in Salzsäure (HCl) zu CaCl2, H2O und CO2. Berechnen Sie die Masse von CaCl 2 und H 2O sowie das Gasvolumen von CO 2, wenn 0,291 CaCO3 einesetzt werden. Hinweis: Gehen Sie auch hier wie bei Aufabe Nr. 3 wieder davon aus, dass das are Volumen von Gasen bei den Reaktionsbedinunen 24,06 Liter pro beträt Welche Masse Schwefel lässt sich aus 20 FeS ewinnen? 1.6. Bei der Reaktion von Bariumhydroxid (Ba(OH)2) mit CO2 entstehen Bariumcarbonat (BaCO3) und Wasser. Man lässt 10 Ba(OH)2 mit einem Überschuss an CO2 reaieren. Berechnen Sie die Masse m(baco3) In Raketen mit Flüssitreibstoff nutzt man Hydrazin (N2H4) und N2O4 (Distickstofftetraoxid) als Treibstoffkomponenten. Werden beide Komponenten zusammen ebracht, so zünden sie spontan, d.h. ohne Zündquelle (hyperoler Treibstoff). Bei der Reaktion entsteht Stickstoff und Wasser. Welche Masse an Stickstoff und H2O entstehen pro k Hydrazin? In welchem Massenverhältnis müssen die Ausansstoffe in der Raketendüse zusammenebracht werden?

2 2. Weitere Aufaben zum Einrichten von Reaktionsleichunen und Umsatzberechnunen mit Reinstoffen Viele dieser Aufaben sind ehemalie Aufaben aus Klassenarbeiten. Sie bekommen hier sehr viele Aufaben zur Übun. Wie viele Sie zur Vorbereitun auf die Klassenarbeit lösen, bleibt Ihnen überlassen. Die mit * markierten Aufaben sind etwas schwierier. In der Reel enthält eine Klassenarbeiten auch eine Aufaben von diesem Kaliber Geben Sie die richti einerichteten Reaktionsleichunen an: a) Aluminiumsulfat (Al2(SO4)3) wird durch Umsetzun von Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) mit konzentrierter Schwefelsäure (H2SO4) ewonnen. Dabei entsteht auch Wasser. b) Calciumcyanamid (CaCN2) setzt sich mit Wasser zu Calciumcarbonat (CaCO3) und Ammoniak (NH3) um. c) Aus Bleinitrat (Pb(NO3)2 entsteht beim Erhitzen Bleioxid (PbO), Stickstoffdioxid (NO2) und Sauerstoff (O2) Ethanol (C2H5OH) verbrennt an der Luft zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. a) (Geben Sie ein Enerie-Reaktionswe-Diaramm (Eneriediaramm) der Reaktion an und beschriften Sie markante Punkte. ) NUR, WENN IM MEINEM UNTERRICHT BEHANDELT b) (Die Reaktion lässt sich auch mit einem Katalysator durchführen. Worin besteht der Nutzen eines solchen Stoffs und wie lässt sich seine Wirkun erklären?) NUR, WENN IM MEINEM UNTERRICHT BEHANDELT c) Welche Masse Ethanol müssen verbrennt werden, damit 1000 Liter Kohlenstoffdioxid entstehen? Hinweis: Bei den eebenen Bedinunen, nehmen 1 eines Gases 26,3 Liter ein Durch Einleiten von CO2 in eine KOH-Lösun entsteht Kaliumcarbonat (K2CO3) und H2O. Welche Masse K2CO3 entsteht, wenn 20 CO2 in einen Überschuss an KOH-Lösun eineleitet werden? 2.4. Eisen (Fe) reaiert mit Sauerstoff (O2) zu Eisenoxid (Fe2O3). Welche Masse Sauerstoff wird benötit, um 50 Gramm Eisenoxid zu bilden? 2.5. Bei der Verbrennun von Propan (C3H8) mit Luftsauerstoff (O2) entsteht CO2 und H2O. Welche Masse an CO2 und an H2O werden ebildet, wenn 170 Gramm Propan (Inhalt einer Campinaskartusche) verbrannt werden? 2.6. Auch Ihre Körperzellen veratmen Zucker (C6H12O6) mit Luftsauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und H2O. Das H2O scheiden Sie roßteils über die Nieren aus, das CO2 atmen Sie aus. Wie viel Liter reines CO2 werden auseatmet, wenn Ihre Zellen am Ta 500 Zucker veratmen? Hinweis: Unter den eebenen Bedinunen nimmt ein eines beliebien Gases das Volumen von 22,4 L ein, d.h. das are Volumen des Gases beträt Vm = 22,4 L/ Bei sehr hohen Temperaturen können aus Kohlenstoff (C) und Wasserdampf die asförmien Produkte Kohlenstoffmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) ewonnen werden. Welches Gesamtvolumen an Gas entsteht, wenn man 5 Kohlenstoff umsetzt. Hinweis: Unter den eebenen Bedinunen nimmt ein eines beliebien Gases das Volumen von 88,9 L ein. Vm = 88,9 L/ ,00 Gramm Eisensulfid (FeS2) werden mit Sauerstoff (O2) zu Fe2O3 und Schwefeldioxid (SO2) verbrannt. Welches Sauerstoffvolumen wird dabei verbraucht und welche Masse Fe2O3 wird ebildet? Hinweis: 1 eines Gases nimmt bei den eebenen Bedinunen 28,45 L ein. (Vm = 28,45 L/) 2.9.* In ein leeres Stahlefäß werden 10,0 Gramm Aluminium (Al) und 10,0 ml flüssies Brom (Br 2, ρ = 3,12 /cm 3 ) einelassen und fest verschlossen. Bei der Reaktion entsteht Aluminiumbromid (AlBr3). Geben Sie alle nach Reaktionsende enthaltenen Stoffe (incl. der jeweilien Masse) an * 10 Liter Methan (CH4) werden mit 5 Liter Sauerstoff (O2) in einem Reaktionsefäß zu CO2 und H2O () umesetzt. Welche Massen und welche Volumina der beteiliten Stoffe sind nach Reaktionsende im Gefäß enthalten, wenn auch H2O am Ende asförmi vorliet? Hinweis: 1 Gas entspricht einem Volumen von 22,4 L kommentierte Lösunen und ein weiterer Abschnitt (3.) mit zusätzlichen Übunsaufaaben finden sich unter

3 3. Aufabenüberschuss und Zusatzaufaben zum weiteren Üben (viele davon sind ehemalie Klassenarbeitsfraen) 3.1 Pflanzen stellen aus Kohlenstoffdioxid (CO 2) und Wasser in der Fotosynthese Glucose (C 6H 12O 6) und Sauerstoff (O 2) her. a) Notieren Sie die Reaktionsleichun. b) Welche Masse CO 2 muss die Pflanze umsetzen, um 1000 Glucose zu bilden? Welches Volumen Sauerstoff bildet sich dabei. Hinweis: Bei den eebenen Bedinunen, beträt das are Volumen eines Gases 23,5 L/,.d.h. ein eines Gases nimmt 23,5 L ein. 3.2 Wie alle unedlen Metalle, löst sich Aluminium in Salzsäure (HCl) unter Bildun von Wasserstoff (H 2) auf. Dabei bildet sich auch Aluminiumchlorid (AlCl 3). Welche Masse Aluminium und HCl muss einesetzt werden, um 20 AlCl 3 zu erhalten? 3.3 Mit Kohlenstoffmonoxid (CO) kann Eisen(III)-oxid (Fe 2O 3) zu Eisen (Fe) reaieren, wobei auch Kohlenstoffdioxid entsteht. Wie viel Liter Kohlenstoffmonoxid und welche Masse Eisen(III)-oxid werden zur Herstellun von 1 Tonne Eisen benötit, wenn man von 100%iem Stoffumsatz auseht? 3.4 In ein Reaktionsefäß werden 2 Gramm Iod (I 2) mit 2 Liter Wasserstoff (H 2) zur Reaktion ebracht, wobei sich asförmies Iodwasserstoff (HI) bildet. Welche Stoffmenen (in ) der drei Stoffe sind nach Reaktionsende enthalten? Hinweis: Das are Volumen eines Gases beträt bei den eebenen Bedinunen 22,4 Liter pro. 3.5 Natriumchlorid (NaCl) kann mit Schwefelsäure (H 2SO 4) zu Natriumsulfat (Na 2SO 4) zu Chlorwasserstoff (HCl) umesetzt werden. Welche Masse Chlorwasserstoff und Natriumsulfat entstehen bei der Umsetzun von 50 Natriumchlorid? (ähnlich einer Aufabe aus Abschlussprüfun Teil 1 für CBL, Sommer 2007). kommentierte Lösunen unter

4 Lösunen - ohne Gewähr Nicht zu früh in den Musterlösunen nachschauen! Wenn Sie nicht weiterkommen, dann lesen Sie hier erst mal die Tipps. Erst wenn die auch nicht weiterhelfen, können Sie einen Blick in die Musterlösunen werfen. Sie finden die Lösunen auf den folenden Seiten. Hier handelt es sich um einen mölichen Lösunswe. Es ibt auch andere Lösunswee die zielführend sind. Wichti für die Bewertun ist, dass der esamte Lösunswe nachvollzoen werden kann. Bei jeder Rechnun muss ersichtlich sein, was hier erade berechnet werden soll. Dies kann z.b. in Textform aneeben werden. Alle Einheiten sind ausnahmslos anzueben. Enderebnisse müssen auf eine vernünftie Anzahl an Nachkommastellen erundet werden. Ist die Anzahl der Nachkommastellen offensichtlich unvernünfti, ibt es einen Punktabzu. Wenn Sie irendwelche Fehler in den Musterlösunen finden, bitte ich um einen kurzen Hinweis per Mail dankbar: Allemeines Lösunsmuster, das für die meisten Umsatzberechnunen ilt. Schritt 1: Alle Ausansstoffe und Produkte der Reaktion durch ein Pfeil etrennt notieren. Ausansstoffe -> Produkte. Dabei keine Stoffe veressen, auf die nur indirekt hinewiesen wird. Beispiel: Wasserstoff verbrennt an der Luft zu Wasser ) => H2 + O2 H2O ( Verbrennun an der Luft meinst eine exotherme Reaktion mit O2 unter Flammenerscheinun, auch wenn im Text Sauerstoff nicht als Wort erwähnt ist. Schritt 2: Reaktionsleichun einrichten: Die Anzahl der Atome muss für jedes Element rechts und links des Pfeils leich sein. Beispiel: 2 H2 + O2 2 H2O Schritt 3: Die eebene Stoffmene aus der Aufabenstellun ermitteln. Entweder ist die Stoffmene direkt in aneeben oder es kann auf die Stoffmene der Stoffportion eschlossen werden (über die are Masse des Stoffs oder bei Gasen über das are Volumen) Schritt 4: Über die Koeffizientenverhältnisse auf die Stoffmenen des/der esuchten Stoff(e) (in ) schließen. Schritt 5: Evtl. noch in die esuchte Größe, z.b. Masse oder Gasvolumen, umrechnen. Dafür braucht man häufi die are Masse oder das are Volumen.

5 Nr. 1.1 a) 2 Na2O2 2 Na2O + O ,5 b) 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O 1 0,5 0,5 0,5 c) N2O + 3 H2 N2H4 + H2O 0,25 0,75 0,25 0,25 d) Cu2S + 2 Cu2O SO2 + 6 Cu 0,15 0,3 0,15 0,9 e) 2 H2O + CO2 CH4 + 2 O2 0,654 0,327 0,327 0,654 f) Al4C H2O 4 Al(OH)3 + 3 CH4 0, ,15 0,3833 0,2875 Man beachte! Die Stoffmene bleibt während einer chemischen Reaktion nicht unbedint konstant! So entstehen z.b. bei c) aus 4 Ausansstoffekülen 2 Produkteküle. Aus 1 (0,25 + 0,75 ) Ausansstoffen entstehen insesamt 0,5 Produkte! c) N2O + 3 H2 N2H4 + H2O Die Anzahl der + + Teilchen kann sich im Verlauf von Reaktionen ändern! Die Gesamtmasse bleibt bei chemischen Reaktionen erhalten, die Stoffmene bzw. Teilchenzahl kann sich ändern! Nr. 1.2 Aus Verleich der Koeffizienten folt: Für jedes verbrauchte Na entsteht 1 NaCl-Formeleinheit (folt aus Koeffizientenverhältnis 2:2). Reaktionsleichun: 2 Na Cl2 2 NaCl a) Umrechnun von m(nacl) in n(nacl) m( NaCl) m( NaCl) M ( NaCl) n( NaCl) n( NaCl) M ( NaCl) M ( NaCl) 58,44 (Wert mit des PSE berechnet) 10 n( NaCl) 0, ,44 b) Ermittlun der Stoffmenen und der Masse Natrium Na (anhand Koeffizienten der Reaktionsleichun) Pro verbrauchtes Na entsteht 1 NaCl. Dies eribt sich durch Verleich der Koeffizienten: 2Na Cl NaCl 2 2 Umrechun in m(na). Da 0,1711 NaCl herzustellen sind müssen n(na) = 0,1711 Na einesetzt werden.

6 m( Na) M ( Na) n( Na) M ( Na) 22,99 (Wert aus PSE) m( Na) 22,99 0,1711 3,93 c) Ermittlun der Stoffmene Cl2 und Umrechun in das Volumen V(Cl2) Er wird die halbe Stoffmene verbraucht, wie Stoffmene NaCl entsteht. Dies eribt sich durch Verleich der Koeffizienten:. Da 0,1711 NaCl herzustellen sind, müssen n(cl2) = 0,1711 :2 = Na Cl NaCl ,08555 Cl2 einesetzt werden. Bei Gasen wird üblicherweise das benötite Volumen aneeben und nicht die benötite Masse wie bei Feststoffen oder Flüssikeiten. Allemein ilt: 1 eines beliebien (idealen) Gases nimmt bei 20 C und Normaldruck 24,06 L ein. Dreisatz 1 = 24,06 L 0,08555 = x L x 0, x 2,06L 24, 06 1 b) Auch wenn 12,5% mehr Na einesetzt werden, entsteht nicht mehr NaCl, da für den Na-Überschuss der Reaktionspartner (Cl2) fehlt. Stoffe reaieren also nur in festen Massenverhältnissen miteinander! Nr H2 + O2 2 H2O; Elementare Gase sind in der Reel zweiatomi (bis auf die Edelase): O2, H2, Cl2, N2, F2 a) Berechnun der Stoffmene H2O: Mit der Dichte ρ 1,0 /ml folt aus V(H2O)= 50 ml m(h2o) = n( H 2O) 2,778 18,02 (M(H2O) = 18,02 /: mit PSE berechnet) b) Ermittlun der Stoffmenen n(h2) und Volumenberechun Pro H2O wird 1 H2 verbraucht. dies folt aus dem Koeffizientenverhältnis 2: 2. Mit anderen Worten: Die leiche Anzahl an H2O-Molekülen wird ebildet, wie H2 verbraucht wird. n(h2) = 2, eines beliebien (idealen) Gases nehmen wie 20 C und Normaldruck 24,06 L ein. Dreisatz. V(H2) = 66,84 L x 2,778 x 66,84L 24, 06 1 c) Ermittlun der Stoffmenen n(o2) und Volumenberechnun Aus dem Koeffizientenverhältnis 1 : 2 folt: Es entsteht doppelt so viel H2O wie O2 verbraucht wird. Mit anderen Worten: Die verbrauchte O2-Stoffmene ist halb so roß, wie die synthetisierte H2O-Mene.

7 n(o2) = 2,778 : 2 = 1,389. Mit dem Molvolumen (1 entspricht 24,06 L) folt der Dreisatz: 1 = 24,06 L 1,389 = x L. V(O2) = 33,42 L x 1,389 x 33,42L 24, 06 1 Man hätte auch schlussfolern können. Es wird das halbe Volumen O2 benötit, wie H2-Volumen benötit wird, da das Koeffizientenverhältnis 2 : 1 ist (2 H2 +1 O2 ). Also V(O2) = 66,84 L : 2 = 33,42 L. Nr. 1.4 CaCO 2HCl CaCl CO H O a) Berechnun der Stoffmene CaCO3: 0,291 n( H 2O) 0, , 09 (M(CaCO3) = 100,09 /: mit PSE berechnet) b) Ermittlun der Stoffmenen der Produkte und Umrechnun in Masse bzw. Volumen Aus den Koeffizientenverhältnissen folt: Es entstehen n(cacl2) = 0, CaCl2. m( CaCl ) M ( CaCl ) n( CaCl ) Mit M ( CaCl2 ) 110,98 (Wert aus PSE) folt: m( CaCl2 ) 110,98 0, ,323 Es entstehen n(co2) = 0, CO2.(vl. Koeffizientenverhältnis) Mit dem Molvolumen (1 ~ 24,06 L) folt der Dreisatz: 1 = 24,06 L 0, = x L. V(CO2) = 70 ml x 0, x 0, 070L 70mL 24, 06 1 Es entstehen n(h2o) = 0, H2O. (vl. Koeffizientenverhältnis) m( H O) M ( H O) n( H O) Mit M ( H 2O) 18,02 Nr. 1.5 FeS Fe + S (Wert aus PSE) folt: m( H2O) 18,02 0, ,052

8 a) Berechun der Stoffmene FeS m( FeS) 20 n( FeS) n( FeS) 0,227 M ( FeS) 87,913 b) Berechnun der Masse S m( S) M ( S) n( S) m( S) 32,066 0,227 7,29 Nr. 1.6 Reaktionsleichun: Ba( OH ) 2 CO 2 BaCO 3 H 2 O Auch wenn ein Überschuss an CO2 einesetzt wird, so ist doch die Ba(OH)2-Masse der limitierende Faktor. Der Überschuss an CO2 ist nach der Reaktion unverändert vorhanden. m( Ba( OH ) 2) 10 n( Ba( OH ) 2) n( Ba( OH ) 2 ) 0,0584 M ( Ba( OH ) 2) 171,342 Aus dem 1:1-Koeffizientenverrhältnissen folt: m( BaCO3 ) n( BaCO3 ) M ( BaCO3 ) m( BaCO3 ) 0, ,336 11,51 Nr. 1.7 Zusammenfassun: 2 N 2H 4 + N 2O 4 3 N H 2O Stoffmene 31,206 15,603 46,809 62,413 Masse ,7 1311,3 1124,4 a)berechnun der Stoffmene Hydrazin m( N2H 4) 1000 n( N2H4 ) n( N2H 4 ) 31,206 M ( N2H 4) 32, 045 b)berechnun der Masse an Stickstoff Aus dem Koeffizientenverhältnis folt: Für 2 Hydrazin entstehen 3 Stickstoff. Es entsteht also die 3/2 = 1,5fache Mene N2 wie N2H4 verbraucht wird. n(n2) = n(n2h4) 1,5 = 31,206 1,5 = 46,809 Auch über auseschriebenen Dreisatz: 2 N2H4 3 N2 31,206 x x 3 3 x 31, ,809 31, m( N2) n( N2) M ( N2) m( N2) 46,809 28,

9 c) Berechnun der Masse an H2O Aus dem 2:4-Koeffizientenverhältnis folt: Es entsteht die doppelte Mene H2O wie N2H4 verbraucht wird. n(h2o) = 2 31,206 = 62,412 m( H 2O) M ( H 2O) n( H 2O) 18,02 62, Berechnun des Massenverhältnisses Das Stoffmenenverhältnis eribt sich aus der Reaktionsleichun und beträt 2: 1: 2N2H 4 1N2O4 3N2 4H2O 2 Hydrazin reaieren mit 1 Distickstofftetraoxid: Dieses Stoffmenenverhältnis kann in ein Massenverhältnis umerechnet werden: m( N2H4 ) n( N2H4 ) M ( N2H 4 ) m( N2H 4 ) 2 32, 05 64, 10 m( N2O4 ) n( N2O4 ) M ( N2O4 ) m( N2O4 ) 1 92, 01 92, 01 Das Massenverhältnis beträt N2H4: N2O4 = 64,10 : 92,01, oder runtererechnet N2H4: N2O4 = 1 : 1, a) 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 6 H2O b) CaCN2 + 3 H2O CaCO3 + 2 NH3 c) 2 Pb(NO3)2 2 PbO + 4 NO2 +O2 2.2 a) b) Die Reaktion wird durch die Verwendun eines Katalysators beschleunit, d.h. bei leich bleibender Temperatur läuft die Rkt. schneller ab. Der Katalysator senkt die Aktivierunsenerie (Ea) heranb. Durch die Herabsenkun dieser eneretischen Barriere, können mehr Eduktteilchen pro Zeiteinheit reaieren. c) selber Lösen! Erst Reaktionsleichun aufstellen. Verbrennun an der Luft exotherme Reaktion durch Reaktion mit Sauerstoff (O2) KOH + CO2 H2O + K2CO3 Stoffmene 0,454 0,454 Masse 20 62,807 Hinweis: M(K2CO3)=138,1965 /; M(CO2) = 44,0095 / 2.4 Schritt 1: Alle Ausansstoffe und Produkte der Reaktion durch ein Pfeil etrennt notieren Fe + O2 Fe2O3

10 Schritt 2: Reaktionsleichun einrichten 2 Fe + 1,5 O2 Fe2O3 oder 4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3 Schritt 3: Geebene Stoffmene aus der Aufabenstellun ermitteln M(Fe2O3) = 2 M(Fe) + 3 M(O) = 159,6882 / n Fe O m( Fe O ) ( 2 3) 0,31311 M ( Fe2O3 ) 159, 6882 (kann alternativ auch über Dreisatz berechnet werden) Schritt 4: Über die Koeffizientenverhältnisse auf die Stoffmenen des/der esuchten Stoff(e) (in ) schließen. 4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3 Ween dem 3:2 Verhältnis folt: Die Stoffmene an O2 bei der Reaktion ist 1,5 mal (3:2 = 1,5) so roß wie die Fe2O3-Stoffmene. => n(o2) = 1,5 0, , O2. Dies kann formal auch mit einem Dreisatz berechnet werden: Koeffizient 2 Koeffizient 3 0,31311 x x 0, O2 Schritt 5: Evtl. noch in die esuchte Größe, z.b. Masse oder Gasvolumen, umrechnen. M(O2) = 2 M(O) = 31,9988 / m(o2) = n(o2) M(O2) = 0, ,9988 / 15,03 O2 2.5 C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O m( C H ) n( C H ) 170 3,85526 C H 44, M ( C3H8 ) m( C H ) n( C H ) 170 3,85526 C H 44, M ( C3H8 ) Ween dem Koeffizientenverhältnis von 1:3 (1 C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O) wird die dreifache Stoffmene an CO2 ebildet: n(co2) = 3 3, ,56577 CO2. Mit Hilfe der Molaren Masse von M = 44,0095 / kann man dies in die Masse von ca. m 509 CO2 umerechnet werden. Ween dem Koeffizientenverhältnis von 1:4 (1 C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O) wird die vierfache Stoffmene an H2O ebildet: n(h2o) = 4 3, ,42103 H2O. Das sind ca. m(h2o) 278 H2O

11 2.6 C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O 500 C6H12O6 entsprechen 2, (da M = 180,15588 /). D.h. es entstehen 16, CO 2. Wenn 1 22,4 L einnimmt (vl. Aufabenstellun), dann nehmen 16, ca. 373 L ein. 2.7 C + H2O CO + H2 5 Kohlenstoff entsprechen n = 0, Es entstehen 0, CO und 0, H2. Insesamt entstehen also 0, Gas. Diese nehmen ein Volumen von ca. 74 L ein FeS O2 8 SO2+ 2 Fe2O3 5 n( FeS2 ) 0, , 977 / Ween dem 4:2-Verhältnis ist die Fe2O3-Stoffmene erade halb so roß: n(fe2o3) = 0, m(fe2o3) = n(fe2o3) M(Fe2O3) = 0, ,6882 / 3,33 Fe2O3 Ween dem 4:11-Verhältnis ist die verbrauchte Stoffmene 11/4 mal (= 2,75 mal) rößer als die FeS2-Stoffmene: n(o2) = 0, Diese nehmen ein Volumen von 3,26 L ein (da Vm = 28,45 L pro beträt). 2.9 Reaktionsleichun: 2 Al + 3 Br2 2 AlBr3 10 Gramm Al entsprechen einer Stoffmene von n = 0,3706. Ween dem Koeffizientenverhältnis (2:3) folt, dass für die vollständie Abreaktion des Al, die Br2-Stoffmene von n(br2) = 0,5559 benötit wird. Ist diese Brom-Stoffmene überhaupt vorhanden? => 10 ml Brom (Br2) wieen 31,2 Gramm. Sie entsprechen einer Stoffmene von n(br2) = 0,195. Das ist also viel wenier als die benötite Stoffmene. => Überschüssier Stoff: AlManelnder Stoff: Br2 b) Die vorhandene Stoffmene Brom (0,195 ) können ween dem 2:3-Koeffizientenverhältnis mit n(al) = 0,1301 Al reaieren. Das sind 3,511 Al. Der Rest des Aluminiums bleibt erhalten und kann nicht abreaieren. Es bleiben also 6,49 Al übri. Alle anderen Massen (3,51 Al und 31,2 Br2) wurden zu AlBr3 umesetzt. Nach Reaktionsende ist also m(albr3) 34,71 enthalten Rkt. Gleichun CH4 + 2 O2 1 CO2 + 2 H2O In Aufabenstellun 10 L 5 L?? eebene Stoffportion Vorelete Stoffmenen 0, , Mit Dreisatz berechnet. z.b. für CH4 1 ~ 22,4 L x ~ 10 L Als nächstes muss überprüft werden, ob und wenn ja, welche der Ausansstoffe im Überschuss vorlieen. Da die Ausansstoffe im Stoffmenenverhältnis 1:2 reaieren (Koeffizientenverhältnis der Rkt.leichun), sieht das ein Überschuss an CH4 enthalten ist. Die O2-Portion hineen kann vollständi abreaieren. =>

12 tatsächlich reaierende Stoffmenen und Stoffmenen der sich bildenden Produkte. nach Rkt. vorhandene Stoffmenen Umrechnun in Volumina Molare Massen aus PSE Nach Rkt. vorhandene Massen (mit m = n M berechnet) Nr , , , , , ,00 0, , ,50 L 0,00 L 2,50 L 5,00 L Mit Dreisatz berechnet. z.b. für 16,043 31, ,010 / 18,0152 / / / 5,37 0,00 4,91 4,02 CH4 1 22,4 L Mit Dreisatz berechnet. z.b. für CH4: 1 22,4 L 0,33482 x a) 6 CO H 2O C 6H 12O O 2 b) M(C 6H 12O 6) = 180,156 / Glucose sind ca. 5,5507. Es muss die 6-fache Stoffmene CO 2 umesetzt werden, also ca. 33,304. Das sind ca CO 2. Es bildet sich die 6-fache Stoffmene Sauerstoff, wie Glucose ebildet wird, also 33,304. Da 1 23,5 Liter einnimmt, nimmt diese Stoffportion ca. 783 Liter ein. Nr Al + 6 HCl 3 H AlCl 3 20 AlCl 3 sind 0, Es muss dieselbe Stoffmene Al (0, ) und die dreifache Stoffmene HCl ( = 0, ) einesetzt werden. m(al) 4,05. m(hcl) 16,41. Nr CO + Fe 2O 3 2 Fe + 3 CO 2 Masse ca. 1, (ca. 1,43 Tonnen) 10 6 Molare Masse 28, ,688 55,845 Stoffmene 26860, , ,71 Volumen Nr. 3.4 I 2 + H 2 2 HI ca L (ca. 602 Tausend Liter) - - vorhanden sind: n(i 2 )= m(i 2) M(I 2 ) = 2 253, , und n(h 2 )= V (H 2) V m = 2 L 0, ,4 L Man erkennt, dass Wasserstoff im Überschuss vorliet. Der Überschuss beträt n Rest(H 2) 0, , , Diese Stoffmene an Wasserstoff bleibt bestehen, während das Iod vollständi abreaieren kann. n Rest(I 2) = 0. Ween des Koeffizientenverhältnisses 1:2 kann man schließen, dass sich doppelt so viel Iodwasserstoff (HI) bildet, wie Iod oder Wasserstoff abreaiert hat. Also n(hi) 2 0, ,01576 HI

13 Nr. 3.5 Fehlt noch