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- Aufgabe: st-01
Was ist der Index resp. der stöchiometrische Koeffizient?
Lösung: - · Index besagt, wie viele Atome in einer Verbindung vorkommen. Beispiel: die Verbindung Traubenzucker, C6H12O6 weist pro Molekül 6 C-Atome, 12 H-Atome und 6 O-Atome auf. Hinweis: diese Zahlen werden unmittelbar NACH dem Atom KLEIN geschrieben.
- · Im Gegensatz dazu gibt es den stöchiometrische Koeffizienten, GROSS geschrieben, VOR dem Atom (oder der Verbindung).
- · Beispiel: 7 He heisst, dass 7 Heliumatome vorkommen, 13 Fe heisst, dass total 13 Fe Atome vorliegen.
- · Ein Malzeichen muss nicht unbedingt angegeben werden, kann aber. Beide Aussagen sind also identisch (13 Fe resp. 13·Fe).
- · Eine Kombination dieser beiden Grössen ist auch möglich, z.B. 13 CH12O6 heisst, dass total 13 Traubenzuckermoleküle vorkommen mit jeweils 6 C-Atomen, 12 H-Atomen und 6 O-Atomen. Total also 13·6=78 C-Atomen, 13·12=156 H-Atomen und 13·6=78 O-Atomen.
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- Aufgabe: st-02
Berechne jeweils die Anzahl aller beteiligten Elemente folgender Ausdrücke. Das erste Beispiel ist schon gelöst.
- a) H2O: 2·H, 1·O
- b) Kohlendioxid
- c) C6H12O6
- d) 7·H2O
- e) 40·C6H12O6
- f) 3 Dutzend NH3
- g) 7 Millionen O3 (=Ozon)
- h) 2 mol H2O
- i) 13 mol N2
Hinweis: 1 mol entspricht dem grossen Dutzend der ChemikerInnen: 6.022·1023.
Lösung: - a) Wasser = H2O, Anzahl: 2·H, 1·O
- b) Kohlendioxid = CO2, Anzahl: 1·C, 2·O
- c) C6H12O6, Anzahl: 6·C, 12·H, 6·O
- d) 7·H2O, Anzahl: 14·H, 7·O
- e) 40·C6H12O6, Anzahl: 240·C, 480·H, 240·O
- f) 1 Dutzend = 12 Stück, somit: 36 NH3; Anzahl: 36·N, 108·H
- g) 7 Millionen O3 = 7·106 O3 = 21 Millionen O-Atome = 21·106·O = 2.1·107·O
- h) 2 mol H2O, Anzahl: 4 mol H, 2 mol O (H: 2.4·1024, O: 1.2·1024)
- i) 13 mol N2, Anzahl: 26 mol N (=1.56·1025)
Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 7:45
Direkter Link zum Fullscreen-Modus hier
Mitschrift:
Mitschrift des Videos als pdf [hier]
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- Aufgabe: st-03
Gegeben seien jeweils eine gewisse Anzahl Elemente. Kreiere daraus möglichst viele der gegebenen Verbindungen. Zum Teil kann es sein, dass Elemente übrigbleiben. Falls was übrig bleibt gib an, wie viele und welche Elemente zu viel wären.
- a) H2O, 8·H, 4·O
- b) H2O, 100·H, 100·O
- c) CO2, 20·C, 20·O
- d) C6H12O6, 100·C, 100·H, 100·O
- e) NH3, 200·N, 300·H, 400·C
- f) Fe2O3, 33·Fe, 44·O, 55·F
Lösung: - a) 4·H2O
- b) 50·H2O, übrig bleiben 50 O-Atome
- c) 10·CO2, übrig bleiben 10 C-Atome
- d) 8·C6H12O6, übrig bleiben 52·C, 4·H sowie 52·O
- e) 100·NH3, übrig bleiben 100·N sowie 400·C
- f) 14·Fe2O3, übrig bleiben 5·Fe, 2·O, 55·F
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- Aufgabe: st-10
Berechne die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen
- 7Li
- 13C
- 235U
- 7Li2+
- 82Br–
Lösung: - Wenn Lithium als Elementname definiert ist, so heisst dies automatisch 3 Protonen. Oder anders gesagt: etwas mit drei Protonen muss Lithium heissen, egal wie viele Neutronen und Elektronen vorhanden sind. Aus der Nukleonenzahl (Nukleus = Kern = Protonen und Neutronen) gleich 7 ergibt sich somit die Anzahl Neutronen gleich 4. (3 + x = 7). Da das Element neutral ist (oben rechts neben dem Elementsymbol keine Ladung und somit neutral) ergibt sich die Anzahl der Elektronen = 3.
- 13C: 6p, 7n, 6e–
- 235U: 92p, 143n, 92e–
- 7Li2+: 3p, 4n, 1e–
- 82Br–: 35p, 47n, 36e–
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- Aufgabe: st-11
Berechne die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen.
- 7·H2O, mit folgenden Zusammensetzungen: 3H sowie 15O
- 3·C6H12O6, mit folgenden Zusammensetzungen: 2H, 16O, 13C
Lösung: - pro 3H: 1p, 1e–, 2n, 15O: 8p, 8e–, 7n
1·H2O somit 10p, 10e–, 11n
7·H2O: 70p, 70e–, 77n - pro pro 13C: 6p, 6e–, 7n … pro 2H: 1p, 1e–, 1n, … pro 16O: 8p, 8e–, 8n,
1·C6H12O6 somit 6·6+12·1+6·8=96p, 96e–, 6·7+12·1+6·8=102n
3·C6H12O6: 288p, 288e–, 306n
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- Aufgabe: st-20
Formuliere die (ausgeglichene) Verbrennungsreaktion eines Oktans (C8H18)
Lösung: Verbrennen heisst eine Reaktion mit O2, nach Möglichkeit entstehen Kohlendioxid und Wasser:
C8H18 +12.5·O2 ⇄ 8·CO2 + 9·H2O
Wie kann dies überhaupt gelöst werden? Willkürlich wird von einem Teilchen C8H18 ausgegangen. Somit sind 8 C-Atome auf der linken Seite der Reaktionsgleichung vorhanden. Damit müssen aber auch 8 C-Atome auf der rechten Seite erscheinen. Da die C-Atome nur in das Kohlendioxid gehen müssen total 8 CO2 vorhanden sein.
Analog mit den Wasserstoffatomen: auf der linken Seite kommen vom Oktan total 18 H-Atome. Die gehen alle zum Wasser, welches pro Molekül 2 H-Atome benötigt. Somit können maximal 9 Wassermoleküle gebildet werden.
Somit sind alle Koeffizienten auf der rechten Seite bestimmt. Damit ergibt sich aber auch die totale Anzahl der O-Atome, nämlich 8·2 + 9·1 = 25 O-Atome. Die kommen schlussendlich vom O2 auf der linken Seite. Total lassen sich daraus 12.5·O2 Moleküle bilden. Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 8:40
Direkter Link zum Fullscreen-Modus hier Mitschrift:
Mitschrift des Videos als pdf [hier]
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- Aufgabe: st-21
Formuliere für die folgenden Aufgaben die ausgeglichene Reaktionsgleichung
- Traubenzucker wird verbrannt.
- Stelle Wasser aus den Elementen dar.
- Stelle Ammoniak (NH3) aus den Elementen dar.
Lösung: - C6H12O6 + 6·O2 ⇄ 6·CO2 + 6·H2O
- 2·H2 + O2 ⇄ 2·H2O
- 3·H2 + 1·N2 ⇄ 2 NH3
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- Aufgabe: st-24
Eine Substanz wurde verbrannt und man erhält pro unbekanntem Molekül 9 Wasser- sowie 9 Kohlendioxidmoleküle. Um welche Substanz handelt es sich? Hinweis zur gesuchten Substanz: Die allgemeine Summenformel lautet CxH2x, wobei x zu bestimmen wäre.
Lösung: Wasser: H2O, Kohlendioxid: CO2
Formulierung der Verbrennungsreaktion: 9·H2O + 9·CO2 ⇄ C9H18 + 13.5·O2.
Unbekannte Substanz also C9H18 resp. x = 9
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- Aufgabe: st-25
Gleiche folgende Reaktionsgleichungen aus. Die Lösungen sollen ganze Zahlen enthalten
- NaBr ⇄ Na + Br2
- H2 + O2 ⇄ H2O
- N2 + H2 ⇄ NH3
- Al + Br2 ⇄ AlBr3
- C6H12O6 + O2 ⇄ H2O + CO2
- CO + NO ⇄ CO2 + N2
- C8H18 + O2 ⇄ CO2 + H2O
- Fe2O3 + C ⇄ Fe + CO2
- Fe2O3 + CO ⇄ Fe + CO2
- S + O2 ⇄ SO2
- SO2 + O2 ⇄ SO3
- SO3 + H2O ⇄ H2SO4
- Mg + O2 ⇄ MgO
- Fe + O2 ⇄ Fe2O3
- H2 + O2 ⇄ H2O
Lösung: - NaBr ⇄ Na + Br2
2·NaBr ⇄ 2·Na + Br2 - H2 + O2 ⇄ H2O
2 H2 + O2 ⇄ 2·H2O - N2 + H2 ⇄ NH3
N2 + 3·H2 ⇄ 2·NH3 - Al + Br2 ⇄ AlBr3
2·Al + 3·Br2 ⇄ 2·AlBr3 - C6H12O6 + O2 ⇄ H2O + CO2
C6H12O6 + 6·O2 ⇄ 6·H2O + 6·CO2 - CO + NO ⇄ CO2 + N2
2·CO + 2·NO ⇄ 2·CO2 + N2 - C8H18 + O2 ⇄ CO2 + H2O
2·C8H18 + 25·O2 ⇄ 16·CO2 + 18·H2O - Fe2O3 + C ⇄ Fe + CO2
2·Fe2O3 + 3·C ⇄ 4·Fe + 3·CO2 - Fe2O3 + CO ⇄ Fe + CO2
Fe2O3 + 3·CO ⇄ 2·Fe + 3·CO2 - S + O2 ⇄ SO2
S + O2 ⇄ SO2 - SO2 + O2 ⇄ SO3
SO2 + O2 ⇄ SO3 - SO3 + H2O ⇄ H2SO4
SO3 + H2O ⇄ H2SO4 - Mg + O2 ⇄ MgO
2·Mg + O2 ⇄ 2·MgO - Fe + O2 ⇄ Fe2O3
4·Fe + 3·O2 ⇄ 2·Fe2O3 - H2 + O2 ⇄ H2O
2·H2 + O2 ⇄ 2·H2O
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- Aufgabe: st-26
Gleiche folgende Reaktionsgleichungen aus. Die Lösungen sollen ganze Zahlen enthalten
- H2 + O2 ⇄ H2O
- N2 + H2 ⇄ NH3
- Na + H2O ⇄ NaOH + H2
- K + Cl2 ⇄ KCl
- H2O ⇄ H2 + O2
- SO2 + O2 ⇄ SO3
- CH4 + O2 ⇄ H2O + CO2
- Li2O + H2O ⇄ LiOH
- NH3 + NO ⇄ N2 + H2O
- H2O2 ⇄ H2O + O2
- PCl3 + H2O ⇄ H3PO3 + HCl
- P4 + O2 ⇄ P4O10
- NO2 + O2 +H2O ⇄ HNO3
- C2H6 + O2 ⇄ CO2 + H2O
- P4O10 + H2O ⇄ H3PO4
Lösung: - 2·H2 + O2 ⇄ 2·H2O
- N2 + 3·H2 ⇄ 2·NH3
- 2·Na + 2·H2O ⇄ 2·NaOH + H2
- 2·K + Cl2 ⇄ 2·KCl
- 2·H2O ⇄ 2·H2 + O2
- 2·SO2 + O2 ⇄ 2·SO3
- CH4 + 2·O2 ⇄ 2·H2O + CO2
- Li2O + H2O ⇄ 2·LiOH
- 4·NH3 + 6·NO ⇄ 5·N2 + 6·H2O
- 2·H2O2 ⇄ 2·H2O + O2
- PCl3 + 3·H2O ⇄ H3PO3 + 3·HCl
- P4 + 5·O2 ⇄ P4O10
- 4·NO2 + O2 + 2·H2O ⇄ 4·HNO3
- 2·C2H6 + 7·O2 ⇄ 4·CO2 + 6·H2O
- P4O10 + 6·H2O ⇄ 4·H3PO4
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- Aufgabe: st-30
Berechne die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen.
- 7·H2O, gegeben seien die Isotope 3H sowie 15O
- 3·C6H12O6, Isotope: 2H, 16O, 13C
Lösung: - pro 3H: 1p, 1e–, 2n, 15O: 8p, 8e–, 7n
1·H2O somit 10p, 10e–, 11n
7·H2O: 70p, 70e–, 77n - pro pro 13C: 6p, 6e–, 7n … pro 2H: 1p, 1e–, 1n, … pro 16O: 8p, 8e–, 8n,
1·C6H12O6 somit 6·6+12·1+6·8=96p, 96e–, 6·7+12·1+6·8=102n
3·C6H12O6: 288p, 288e–, 306n
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- Lösung:
Das Mol ist eine Mengenangabe. Genauer: 1 Mol entspricht 6.022·1023 'Dingen'. Diese Dinge können Atome, Reiskörner, Elektronen, Moleküle, Gummibärchen etc. sein
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- Aufgabe: st-41
Was ist die Molmasse, abgekürzt 'M'?
Lösung: - Die Molmasse gibt an, wie viel Gramm einer Substanz einem Mol entspricht.
- Bei Kohlenstoff steht auf dem PSE z.B. 12.0107.
Diese Zahl bedeutet, dass ein Mol Kohlenstoff-Atome (=6.022·1023 C-Atome) insgesamt12.0107 g (oder gerundet 12.0 g) wiegen. - Gleiche Aussage, aber 'in kurz': M(C) = 12 g/mol.
- Beachte: wie in der Physik üblich wird auch in der Chemie die Masse 'm' umschrieben.
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- Aufgabe: st-42
Wie berechnet man die Molmasse 'M', z.B. von Wasser (H2O)?
Hinweis: Hinweis: Wie das Wort Molmasse schon sagt … ein Mol beachten.
Lösung: Dazu wird das Periodensystem ('PSE') benötigt. Berechnung z.B. für Wasser, H2O.
- Bei H steht auf dem PSE 1.00794 (g/mol), bei Sauerstoff 15.9994 (g/mol).
Das heisst also, dass ein mol die Masse von Wasserstoffatome 1.00794 g, und analog ein mol O-Atome 15.9994 g. - Ein (!) einziges Wassermolekül weist 2 Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom auf
- Ein mol (!) Wassermoleküle weisen somit 2 mol H-Atome und 1 mol O-Atome auf.
- Die Molmasse berechnet sich somit zu 2·1.00794 + 1·15.9994 = 18.01528 g oder gerundet 18 g/mol auf.
- In Kurzform geschrieben: M(H2O) = 18 g/mol
Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 3:38
Direkter Link zum Fullscreen-Modus hier Mitschrift:
Mitschrift des Videos als pdf [hier] - Bei H steht auf dem PSE 1.00794 (g/mol), bei Sauerstoff 15.9994 (g/mol).
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- Lösung:
- Damit ist die zur Verfügung stehende Masse gemeint.
- Oder die Masse, welche auf der Waage eingewogen wird.
- Z.B. 90 Gramm Traubenzucker: m(Traubenzuckers) = 90 g.
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- Lösung:
- Benötigt wird die Masse m ('eingewogene Masse') …
- … sowie die Molmasse ('M').
- Danach kann die Frage mit zwei gleichen Ansätzen gelöst werden:
Beispiel: 88 g CO2 seien vorhanden.
Damit wird m = 88 g sowie M(CO2) = 44 g/mol. - Variante 1: Mit einem Dreisatz kann weiter gerechnet werden: ein Mol CO2 wiegt 44 Gramm (ja durch die Molmasse gegeben).Nun hat man aber total 88 g. Wie viele Mol sind dies? Dreisatz machen und die Antwort lautet: 2 mol
- Variante 2: Mit einer Formel (welche schlussendlich den Dreisatz ausführt) n = m/M = 88g / (44g/mol) = 2 mol
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- Aufgabe: st-45
Was ist der Unterschied zwischen g/mol und u ('unit')?
Lösung: Auf dem Periodensystem ('PSE') sind u.a. die Massen der Atome angegeben. So steht beim Element Brom unter anderem die Angabe 79.904. Diese Angabe ist folgendermassen zu interpretieren: entweder ist gefragt, welche Masse ein einziges Bromatom aufweist (: 79.904 u) oder welche Masse ein Mol Bromatome (: also nicht nur ein einziges Bromatom, sondern ein Mol = 6.022·1023 Bromatome) aufweisen (: 79.904 g).
Ein 'u' ist also eine Massenangabe (1 u = 1.66·10-27kg), g/mol ist die Massenangabe für 1 mol (oder 6.022·1023) .
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- Lösung:
Ein unit entspricht ungefähr der Masse eines Protons. und entspricht 1.66·10-27 kg resp. 1.66·10-24 g. Die relative Atommasse (offizieller Begriff aber zum Teil verwirrend) auf dem Periodensystem gibt somit üblicherweise zwei Ansichten wieder:
- die Masse eines (einzelnen!) Atoms, z.B. beim Kohlenstoff wäre dies 12.0107 u
- die Masse eines Mols (also 6.022·1023) Atome, z.B. Kohlenstoff 12.0107 Gramm
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- Aufgabe: st-47
Diverse Berechnungen zum Thema mol und rechnen mit grossen Zahlen.
- Person A erhält einen Tageslohn von 1000.-, Person B einen Jahreslohn von einem halben Mol Franken. Wer hat den grösseren Jahreslohn? Annahme: Person A arbeite an 365 Tagen im Jahr. Um welchen Faktor verdient die Person mehr als die andere Person?
- Ein mol Franken wird gleichmässig auf die Weltbevölkerung (ca. 8 Milliarden Personen) verteilt. Wie viel Franken erhält jede Person?
- Die Strecke Sonne – Erde beträgt ca. 150 Millionen Kilometer. Wie viele Atome mit einem Durchmesser von jeweils
10-10 m wären notwendig, um diese Strecke wie eine Perlenschnur abzulegen. Angabe der benötigten Atome in mol. - Der pH-Wert gleich sieben heisst, dass pro Liter Wasser(-teilchen) 10-7 mol speziellere Wasserteilchen (H3O+) vorliegen. Wie viele Teilchen sind dies also konkret? Und wie viele 'normale' Wasserteilchen sind eigentlich vorhanden?
Lösung: - Jahresgehalt Person A: 365·1000.- = 365'000.- = 3.65·105
Jahresgehalt Person B: 0.5·6.022·1023 = 3.011·1023
Person B erhält viel mehr Lohn. Faktor: 3.011·1023 / 3.65·105 = 8.25·1017 - 6.022·1023 Franken/ 8·109 = 7.5·1013 Franken pro Person
Oder in Worten: ca. 75'000 Milliarden Franken pro Person - 150 Mio km = 150·106 km = 150·109 m
150·109 m / 10-10 m = 1.5·1021 Atome
Anzahl mol = 1.5·1021 /6.022·1023 = 0.0025 mol
Oder in Worten: ca. 1/400 mol - 1 mol H2O entspricht 18 Gramm, 1 Liter Wasser also 1000/18 = 55.5 mol
10-7 mol = 10-7 · 6.022·1023 = 6.022·1016
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- Aufgabe: st-48
Berechne die Molmasse folgender Verbindungen:
- Wasser
- Kohlendioxid
- C6H12O6
- NaCl
- Fe2O3
- CH4
- H2SO4
- C3H6O
Lösung: - M(H2O): 2·M(H) + 1·M(O) = 2·1+1·16 = 18 g/mol
- M(CO2): 1·M(C) + 2·M(O) = 1·12+2·16= 44 g/mol
- M(C6H12O6): 6·M(C) + 12·M(H) + 6·M(O) = 6+12+12·1+6·16 = 180 g/mol
- M(NaCl): M(Na+) + M(Cl–) = 23.0 +35.5 = 58.5 g/mol
- M(Fe2O3): 2·55.9+3·16=159.8 g/mol
- M(CH4) = 12+4·1 = 16 g/mol
- M(HSO4) = 2·1+324·16 = 98 g/mol
- M(C3H6O) = 3·12 6·1+16 = 58 g/mol
Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 7:22
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- Aufgabe: st-49
Berechne die Anzahl der Mole folgender Massen:
- 9 g Wasser
- 88 g Kohlendioxid
- 900 g C6H12O6
- 175.5 g NaCl
- 320 g Fe2O3
- 9 kg CH4
- 2 Tonnen H2SO4
- 2 g C3H6O
Lösung: Die Anzahl der Mole n berechnet sich mit n=m/M
- n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 9g/18g/mol = 0.5 mol
- n(CO2) = m(CO2)/M(CO2) = 88g/44g/mol = 2 mol
- n =m/M = 900/180 = 5 mol
- n = m/M = 175.5/58.5 = 3 mol
- n = 320/159.8 = 2 mol
- n = 9000/16 = 562.5 mol
- n = 2000000/98 = 20'408.16 mol
- n = 2/58 = 0.0344 mol
Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 7:22
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- Aufgabe: st-60
Gegeben seien folgende Verbindungen. Berechne die prozentuale Massenanteile (Massenprozente) der Elemente folgender Moleküle:
- Wasser
- Kohlendioxid
- CH4
- NH3
- C2H6O
- C6H12O6
- H2SO4
- C3H6O
Lösung: Die Berechnung explizit für Wasser:
- · M(H2O) = 18 g/mol
· H: 2·1/18 = 0.111 → 11.1%
· O: 1·16/18 = 0.888 → 88.8% - · M(CO2) = 44 g/mol
· C: 12 / 44 = 0.273 → 27.3%
· O: 2·16/44 = 0.727 → 72.7%
Alle Resultate in tabellarischer Form:
Verbindung M[g/mol] C[%] H[%] O[%] N[%] S[%] H2O 18 – 11.1 88.9 – – CO2 44 27.3 – 72.7 – – CH4 16 75.0 25.0 – – – NH3 17 – 17.6 – 82.4 – C2H6O 46 52.2 13.0 34.8 – – C6H12O6 180 40.0 6.7 53.3 – – H2SO4 98 – 2.0 65.3 – 32.7 C3H8O 58 62.1 10.3 27.6 – –
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- Aufgabe: st-70
Wie funktioniert Stöchiometrie? Auf was muss man sich besonders achten, bei einer Stöchiometrie Rechnung? Wie funktionieren die Textaufgaben bei der Stöchiometrie schon wieder? Gibt es da ein Anwendungsmuster? (Anzahl Moleküle berechnen, wie viel Gramm entstehen, wie viel Gramm braucht es etc.)
Lösung: Um die Fragen zu klären, müssen die Begriffe wie Molmasse sowie Anzahl mol bekannt sein. Die Frage und deren Antwort lässt sich folgendermassen zusammenfassen:
- Die wichtigste Erkenntnis bei der Stöchiometrie ist, dass die Anzahl der beteiligten Atome/Moleküle zentral ist.
- Die Anzahl der beteiligten Atome muss auf beiden Seiten des Reaktionspfeil identisch sein, es gehen keine Atome verloren oder kommen hinzu.
- Beginne mit den Molekülen welche via Masse m gegeben sind und berechne daraus die Anzahl Mole n.
- Aufgrund der (ausgeglichen) stöchiometrischen Gleichung kann nun zuerst auf die Anzahl Mol 'n' geschlossen werden.
- Aufgrund der Anzahl Mole 'n' sowie der jederzeit berechenbaren Molmassen 'M' kann nun die Massen m der unbekannten Substanzen berechnet werden: aus n=m/M folgt m=n·M
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- Aufgabe: st-71
Es sollen 100 Gramm Wasser hergestellt werden. Stelle
a) … die Reaktionsgleichung auf
b) … berechne wie viel Gramm der einzelnen Komponenten benötigt werden
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- Aufgabe: st-72
Es werden 64 Gramm Methan verbrannt (CH4). Wie viel Gramm der verschiedenen Produkte entstehen?
Hinweis: Verbrennen heisst Reaktion mit O2, nach Möglichkeit (sofern C und O im Edukt) entstehen CO2 und H2O
Lösung: 1. Teil: ausgeglichene Reaktionsgleichung aufstellen:
1·CH4 + 2·O2 ⇄ 1·CO2 + 2·H2O
2. Teil: Tabelle aufstellen:Stoff M(g/mol) m(g) n(mol) CH4 16 64 64/16= 4 CO2 44 176 4 H2O 18 144 2·4=8 Hinweis: nicht verlangt, aber die benötigte Menge O2 berechnet sich folgendermassen:
Gemäss Reaktionsgleichung braucht es doppelt so viele Teilchen O2 wie CH4, also total 8 mol. M(O2) = 32 g/mol. Somit total 8·32 = 256 Gramm O2 notwendig.
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- Aufgabe: st-73
Stelle 51 Gramm Ammoniak (NH3) aus den Elementen her, wie viel Gramm der einzelnen Edukte werden benötigt?
Hinweis: Hinweis: Da Ammoniak = NH3, somit wären die Edukte H2 und N2
Lösung: Die ausgeglichene Reaktionsgleichung lautet:
1·N2 + 3·H2 → 2·NH3Stoff M(g/mol) m(g) n(mol) NH3 17 51 3 H2 2 9 3/2·3 = 4.5 N2 28 42 3/2 = 1.5 Es werden somit 9 Gramm H2 sowie 42 Gramm N2 benötigt.
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- Aufgabe: st-74
Bei einer Reaktion entstehen 54 Gramm Wasser. Welches Volumen nimmt das Wasser …
- … im flüssigen Zustand ein?
- … im gasförmigen Zustand bei Normalbedingungen ein?
- … im gasförmigen Zustand bei einem Druck von 3 bar und 70℃ ein?
Lösung: - Annahme: 1 Liter entspricht 1 kg (Dichte = 1.0 g/cm3). Somit 1000 ml 1000 Gramm. Also 54 Milliliter.
- Bei Normalbedingungen (0℃ und Normaldruck) nimmt ein beliebiges Gas (auch Wasser in Form von Wasserdampf) pro Mol 22.4 Liter ein. Mit n = m/M(H2O=) = 54 / 18 = 3 mol ergibt sich ein Volumen von 3·22.4=67.2 Litern.
- Mit pV=nRT ergibt sich für (n = 1 mol) ein V = nRT/p = (1 mol · 8.314 JmolK · (273+70)K) / (3·101300 N/m2) = 0.00938 m3 resp. 9.38 Liter (pro mol) und somit für 3 mol (siehe Aufgabe b) ein Volumen von 28.2 Liter.
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- Aufgabe: st-75
Rund um die Herstellung von Kochsalz.
Zur Herstellung von 150 g Kochsalz werden 70 g Natrium bereitgestellt, die mit Chlor zu Natriumchlorid reagieren sollen. Welche Masse bleibt vom Natrium nach (stöchiometrischem) Einsatz übrig? Lösung: Die ausgeglichene Reaktionsgleichung lautet:
2 Na + Cl2 → 2 NaClStoff M(g/mol) m(g) n(mol) NaCl 58.5 150 150 / 58.5 = 2.56 Na 23 58.9 2.56 Cl2 71 91.0 2.56 / 2 = 1.28 Es werden 58.9 g Na gebraucht, übrig bleiben also 70-58.9 = 11.1 Gramm
Zusatzinformation: es werden insgesamt 91 Gramm Chlorgas, Cl2, für die Reaktion benötigt.
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- Aufgabe: st-76
Diverse Aufgaben rund um das chemische Rechnen.
- Leichte Aufgaben
- a) Die Formel für Methylalkohol ist CH3OH. Welche Molekülmasse besitzt ein solches Molekül?
- b) Wie viele Sauerstoffatome enthalten 1 g O2-Moleküle?
- c) Wie viele Atome enthält 1g Heliumgas?
- d) Wie viel Gramm entsprechen 1 mol Schwefel, 1 mol Natrium und 1 mol Wasser?
- e) Wie gross ist die Masse von:
0.5 mol Kohlenstoffdioxid (Formel CO2)
0.1mol Schwefelsäure (Formel H2SO4)? - f) Wie gross ist die Molekülmasse einer Substanz, wenn 0.87 mol von ihr 24.36 g wiegen?
- g) Wie viel C-Atome enthalten 24 g Kohlenstoff?
- h) Wie viele Sauerstoffatome enthalten 1 g Ozon (O3)? Angabe in Mol (n) und 'wirkliche' Anzahl
- Halbschwere Aufgaben
- i) Wie viel Gramm Wasser bildet sich bei der Verbrennung von 100 g Methan (CH4)?
- j) Mennige (Pb304) lässt sich aus Bleioxid (PbO) durch Oxidation mit Sauerstoff darstellen. Berechne die Masse an Bleioxid, die zur Herstellung von 100 kg Mennige erforderlich ist.
- k) Alkohol (C2H5OH) wird üblicherweise durch Vergären von Glukose (C6H12O6) dargestellt, entsprechend der Reaktionsgleichung :
Glucose-Molekül –> 2 Alkoholmoleküle + 2 Kohlendioxid-Moleküle
Wie viel kg Alkohol lassen sich aus 2 kg Glukose gewinnen? - Schwere Aufgaben
- l) Wie viel Gramm Zinksulfid(ZnS) erhalten wir bei der Umsetzung von 200 g Zink mit 1000 g Schwefel (S8)?
Lösung: - Leichte Aufgaben
- a) m(CH3OH) = 12 u + 3·1u + 16u + 1u = 32 u
- b) n(O2)= m(O2)/M(O2) = 1 g / 32 g/mol = 1/32 mol
n(O) = 1/16 mol (= 3.76·1022) - c) n(He) = m(He)/M(He) = 1g/4g/mol = 0.25 mol (= 1.5·1023)
- d) 1 mol S = 32 g, 1 mol Na = 23 g, 1 mol H2O = 18 g
- e) 1 mol CO2 = 44 g, 0.5 mol: 22 g
1 mol H2SO4: 98 g, 0.1 mol: 9.8 g - f) n=m/M; M = m/n = 24.36 g/ 0.87 mol = 28 g/mol resp. 28 u
- g) n=m/M; n(C) = m(C)/M(C) = 24g/12g/mol = 2 mol (=1.2·1024)
- h) n(O3)=m(O3)/M(O3) = 1/48 mol
n(O) = 3/48 mol = 1/16 mol (=3.76·1022) - Halbschwere Aufgaben
- i) CH4 + 2·O2 ⇄ CO2 + 2·H2O
siehe untenstehende Tabelle !
Es werden also 18·12.5 = 225 Gramm Wasser gebildet. - j) 6·PbO + O2 ⇄ 2·Pb304
siehe untenstehende Tabelle !
Es werden also ca. 97.6 kg PbO benötigt - k) C6H12O6 ⇄ 2·C2H5OH + 2·CO2
siehe untenstehende Tabelle !
Es werden ca. 1.02 kg Ethanol erhalten - Schwere Aufgaben
- l) 8·Zn + S8 ⇄ 8 ZnS
· Die Aufgabe ist überbestimmt, zwei Situationen ausrechnen
· siehe untenstehende Tabelle !
· l-1: nur mit (200) g Zink
· l-2: nur mit (1000g) Schwefel
· Beachte, dass mit 200 g Zink und gleichzeitig 1000 g S gestartet wird
· Variante l-2 würde 2043 g Zink benötigen, vorhanden sind aber nur 200 g
· Variante l-1 würde alles Zink aufbrauchen, jedoch bleibt S8 übrig
Stoff M(g/mol) m(g) n(mol) i) C4H 16 100 100/16=6.25 i) CO2 18 225 2·6.25 = 12.5 j) Pb3O4 685.6 100'000 100'000/685.6=145.9 j) PbO 223.2 97'605 3·145.9=437.6 k) C6H12O6 180 2000 11.11 k) C2H5OH 46 1022 2·11.11 = 22.22 l-1) Zn 65.4 200 3.05 l-1) S8 256 97.6 3.05/8=0.38 l-1) ZnS 97.4 297.04 3.05 l-2) S8 256 1000 3.9 l-2) Zn 65.4 2043 8·3.9=31.25 l-2) ZnS 97.4 3043 31.25
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- Aufgabe: st-77
Ein Auto verbraucht auf 100 km 10 Liter Diesel.
a) Berechne die Masse des entstehenden Kohlendioxids.
b) Berechne das Volumen welches das entstehende Kohlendioxid einnimmt. Annahme: Standardbedingungen
Annahme: Diesel bestehe aus einer einzigen Komponente: C15H32 Lösung: 1. Hinweis: Es gilt zu beachten, dass die Dichte des C15H32 zu bestimmen wäre. Eine sehr kurze Internetrecherche gibt einen Wert von ca. 0.75 g/ml. Die Angabe macht Sinn, Diesel schwimmt auf dem Wasser.
2. Hinweis: Der Ausdruck '10 Liter Diesel werden verbraucht' gilt es derart zu interpretieren, dass der Diesel verbrannt wird. Dementsprechend gilt es die (ausgeglichene) Reaktionsgleichung aufzustellen. Wie üblich gilt, dass bei Verbrennungsreaktion – sofern möglich – Wasser und Kohlendioxid entstehen.a) C15H32 (l) + 23·O2 (g) → 15·CO2 (g) + 16·H2O (l)
Mit Dichte(C15H32) = 0.75 g/ ml ergeben sich bei 10 Liter: m(C15H32)=7.5 kgStoff M(g/mol) m(g) n(mol) C15H32 212 7500 7500/212 = 35.4 CO2 44 23349 15·35.4 = 530.6 Die Rechnung zeigt, dass ca. 23 kg CO2 entstehen. Unter der Annahme, dass ca. 100 km mit 10 Liter Diesel gefahren werden können ergibt sich pro Kilometer ein CO2 Ausstoss von ca. 230 Gramm. Das Resultat entspricht ziemlich gut den aktuellen Werten, welche moderne Motoren erbringen können.
b) Hinweis: Es gilt bei Normalbedingungen, dass irgendein Gas (also auch Kohlendioxid) pro mol 22.4 Liter beansprucht.
Somit wäre das Volumen 530.6 · 22.4 = 11885 Liter resp. circa 11.8 m3 resp. einem Würfel mit einer Seitenlänge von ca. 2.3m, komplett gefüllt mit CO2. Videoantwort:
Erklärung in Form eines Videos, Dauer 9:06
Direkter Link zum Fullscreen-Modus hier Mitschrift:
Mitschrift des Videos als pdf [hier]
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- Aufgabe: st-78
Berechne die Massen aller beteiligten Teilchen folgender Reaktionsgleichungen
- PbO + C → Pb + CO2, gegeben sei 0.528 g C.
M(PbO) = 223.2 g/mol, M(Pb) = 207.2 g/mol, M(CO2) = 44 g/mol - NaCl → Na + Cl2, gegeben sei 100 g Na.
M(NaCl) = 58.5 g/mol, M(Cl2) = 71 g/mol - Fe + O2 → Fe2O3, gegeben sei 100 Tonnen Eisen.
M(O2) = 32 g/mol, M(Fe2O3) = 159.6 g/mol - Natrium (Na) und Chlorgas (Cl2) entstehen durch eine Schmelzelektrolyse (besonderes technisches Verfahren) aus Natriumchlorid (NaCl). Stelle die Reaktionsgleichung auf und berechne, wie viel Gramm Natriumchlorid eingesetzt werden müssen, um 100.0 g Natrium zu erhalten.
- Calciumcarbid (CaC2) ist eine Festsubstanz, die mit Wasser ein brennbares Gas entwickelt, wurde früher auch für Grubenlampen benötigt.
Reaktionsgleichung: Ca + 2·C → CaC2
Wie viel kg CaC2 erhält man, wenn man 50 kg Ca einsetzt? Wie viel kg Kohlenstoff wird dafür benötigt.
Lösung: - · Es gelten folgende Formeln:
n=m/M resp. m = n·M - · siehe untenstehende Tabelle
- a) Beachte, dass die Gleichung noch ausgeglichen werden muss:
2·PbO + C → 2·Pb + CO2
die gesuchten Massen betragen:
· m(PbO) = 19.64 g
· m(Pb) = 18.23 g
· m(CO2) = 1.94 g - b) Beachte, dass die Gleichung noch ausgeglichen werden muss:
2·NaCl → 2·Na + Cl2
die gesuchten Massen betragen:
· m(NaCl) = 254.4 g
· m(Cl2) = 154.4 g - c) Beachte, dass die Gleichung noch ausgeglichen werden muss:
4·Fe + 3·O2 → 2·Fe2O3
Beachte, dass 100 Tonnen Eisen gegeben sind. Die Rechnung ist in g/mol.
m(O2) = ca. 42.9 Tonnen
m(Fe2O3) = ca. 142.7 Tonnen - d) Identisch zu Aufgabe b). Reaktionsgleichung:
2·NaCl → 2·Na + Cl2 - e) die gesuchten Massen betragen:
· Beachte, dass die Angaben in kg sind. Umrechnung auf g
· m(CaC2) = 80 kg
· m(C) = 30 kg
Stoff M(g/mol) m(g) n(mol) a) PbO 223.2 19.64 2·0.044=0.088 a) C 12 0.528 0.528/12 = 0.044 a) Pb 207.2 18.23 2·0.044 = 0.088 a) CO2 44 1.94 1·0.044 = 0.044 ––– ––– ––– ––– b) NaCl 58.5 254.4 4.35 b) Na 23 100 100/23 = 4.35 b) Cl2 71 154.4 4.35/2 = 2.174 ––– ––– ––– ––– c) Fe 55.9 108 108/55.9 = 1'788'908 c) O2 32 42'933'810.4 1'788'908/4·3= 1'341'681 c) Fe2O3 159.6 142'754'919.5 1'788'908/2= 894'454 ––– ––– ––– ––– d) NaCl 58.5 254.4 4.35 d) Na 23 100 100/23 = 4.35 d) Cl2 71 154.4 4.35/2 = 2.174 ––– ––– ––– ––– e) Ca 40 50'000 50'000/4=1250 e) C 12 30'000 2·1250=2500 e) CaC2 64 80'000 1·1250=1250 - PbO + C → Pb + CO2, gegeben sei 0.528 g C.
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- Aufgabe: st-80
Wie lautet die allgemeine (ideale) Gasgleichung und was ist das?
Lösung: - Sie lautet p·V = n·R·T, wobei …
· p der Druck (in N/m2)
· T die Temperatur (in Kelvin)
· n die Anzahl Mol
· V das Volumen (in m3)
· und R eine Konstante (8.314 J·mol·K) ist.
- Sie lautet p·V = n·R·T, wobei …
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- Aufgabe: st-81
Wieso spricht man eigentlich von der 'idealen' Gasgleichung?
Lösung: Es gelten die nicht schlechten Annahmen, dass die Gasteilchen sich voneinander unabhängig bewegen und dass das Eigenvolumen des Gases vernachlässigbar klein ist zum beanspruchten Volumen. Bei Normalbedingungen (Null Grad Celsius sowie Druck auf Meereshöhe) ergibt sich ein Volumen von 22.4 Liter resp. 0.0224 m3
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- Lösung:
- Bei Null Grad Celsius und Normaldruck (101'325 N/m2) beansprucht jedes ideale Gas ein Volumen von 0.0224 m3 resp. 22.4 Liter.
- Dieser Wert kann aber auch berechnet werden:
· V = n·R·T/p mit …
· n=1 mol, R=8.314J/(molK),
· T=273K, p=101300N/m2 ergibt
· sich ein Volumen von 0.0224 m3 resp. 22.4 Litern.
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- Aufgabe: st-84
Diverse Berechnungen
- Eine Gasprobe nimmt bei einem Druck von 75 kPa ein Volumen von 360 ml ein. Welches Volumen nimmt die Probe bei der gleichen Temperatur unter einem Druck von 100 kPa ein ?
- Das Volumen einer Gasprobe beträgt 462 ml bei 35 ℃ und 115 kPa. Welches ist das Volumen bei Normalbedingungen ?
- Wie viel Liter CO (g) bei Normalbedingungen gemessen, werden benötigt, um 1.0 kg Rost (Fe2O3) folgendermassen umzusetzen:
Fe2O3 + CO → Fe + CO2 - Ein Mol eines Gases beansprucht bei Normalbedingungen 22.4 Liter. Berechne die Seitenlänge des Mol-Würfels.
- Wie viel Kilogramm Luft sind in einem Schulzimmer?
Annahmen: 180 m3, 20 ℃ 100'000 Pa, Luft 80% N2, 20% O2
Lösung: Beachte, dass die Gasgleichung folgendermassen umformuliert werden kann:
p·V = n·R·T → p·V/T = n·R
Beachte, dass nach dieser Umformung der Term n·R auf einer Seite steht. Da es sich um konstante Werte handelt, bleibt somit der Wert, egal wie gross p, V und T sein mögen, immer gleich und folgende praktisch Gleichung resultiert:
p1·V1/T1 = p2·V2/T2
Die Werte 1 resp. 2 sollen darauf Hinweisen, dass es sich um die Situation 1 resp. 2 handelt.- Es gelte p1·V1/T1 = p2·V2/T2 mit …
p1 = 75 kPa, V1 = 360 ml, p2 = 100 kPa, T2 = T1
V2 = p1·V1·T1/(p2·T1) = p1 ·V1/p2
V2 = 75 kPa · 360 ml / 100 kPa = 270 ml - Es gelte p1·V1/T1 = p2·V2/T2 mit …
p1 = 115 kPa = 115'000 Pa, V1 = 462 ml, T1 = 35 ℃ = 308 K
p2 = 103'000 Pa, T2 = 0 ℃ = 273 K
V2 = p1·V1·T2/(p2·T1)
V2 = 115'000 Pa · 462 ml · 273 K / (308 K · 101'000 Pa) = 466 ml - Ausgleichen der Reaktionsgleichung:
1 · Fe2O3 + 3 ·(g) CO → 2 · Fe + 3 · CO2
n(Fe2O3) = m/M = 1000/159.6 = 6.27 mol
n(CO) = 3 · 6.27 = 18.8 mol
1 mol (bei Standardbedingungen) entspricht 22.4 L
18.8 mol : 421 Liter - x3 = 22.4 L = 22.4 dm3 = 0.0224 m3
x = ∛(0.0224m3) = 0.28 Meter - Es gelte p1·V1/T1 = p2·V2/T2 mit …
p1 = 101'300 Pa, V1 = 22.4 L, T1 = 0 ℃ = 273 K
p2 = 100'000 Pa, T2 = 20 ℃ = 293 K
V2 = p1·V1·T2/(p2·T1)
V2 = 101300·22.4·293/(273·100'000) = 24.35 L
Dichte(Luft) = (0.8·28+0.2·32) / 24.35 = 1.18 g/L
1.18 g/L = 1.18 kg/m3
180 m3 → 212.4 kg
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- Aufgabe: st-90
Diverse Berechnungen rund um die Konzentration.
- 5 Gramm Kochsalz wird in ein Liter Wasser gegeben. Welche Konzentration hat die Lösung?
- 18 g C6H12O6 werden in 120 ml Wasser gelöst. Welche Konzentration hat die Lösung?
- 10 ml einer 0.02 mol/l Vitamin C Lösung wurden produziert. Welche Masse hatte die eingewogene Masse?
Hinweis: M(Vitamin C) = 176.13 g/mol - Es sollen 100 ml einer Magnesiumbromidlösung (MgBr2) mit der Konzentration von c = 0.02 mol/L hergestellt werden.
Wie kann diese Lösung im Chemielabor hergestellt werden? - Ein Liter einer Kochsalzlösung wiege 1.34 kg. Welche Konzentration hat die Lösung?
Zur Erinnerung: c = n/V = m/M/V
Lösung: Das Volumen muss in Liter angegeben werden.
- c = m(NaCl)/M(NaCl)/V = 5g/58.5g/mol/1.0 L = 0.085 mol/l
- c = m(C6H12O6)/M(C6H12O6)/V = 18g/180g/mol/0.12L = 0.833 mol/l
- c = n/V = m/M/V → m = c·V·M
m = 0.02 mol/l · 0.01 l · 176.13 g/mol = 0.035 g - c = n/V = m/M/V → m = c·V·M
M(MgBr2) = 184.3 g/mol
m = 0.02 mol/L · 0.1 L · 184.3 g/mol = 0.3686 g
Es müssen also 0.3686 Gramm MgBr2 eingewogen werden und soviel Wasser hinzugefügt werden, dass das Schlussvolumen 100 ml beträgt. - Annahme: 1 Liter Wasser sei 1.0 kg, der Rest also Kochsalz: 340 Gramm
n=m(NaCl)/M(NaCl) = 340g/58.5 g/mol = 5.81 mol
c = n/V = 5.81 mol / 1.0 L = 5.81 mol/L
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- Aufgabe: st-92
1 Gramm Gold soll auf die Weltmeere verteilt werden. Wie viele Goldatome befinden sich pro Liter.
Hinweis: Annahmen: diverse resp. abschätzen.
Lösung: - Idee: ca. 60% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt, Erdradius ca. 6000 km, durchschnittliche Wassertiefe ca. 3 km
- all diese Annahmen liefern ein Volumen von 0.814·109 km3
- Wikipedia hat fast das gleiche Volumen:
V = 1.338·109 km3 = 1.338·1021 Liter
im folgenden wird mit dem Wikipedia-Wert weiter gerechnet - 1 g Au → n(Au)=1g/197g/mol= 1/197 mol
- 1/197 mol ≙ 3.057·1021 Au-Atome
- 3.057·1021 / 1.338·1021 = 2.28 Atome pro Liter
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- Aufgabe: st-93
Berechne die Konzentration von Haushaltszucker (C12H22O11), in einer Tasse Kaffee (150 ml), wenn darin ein Würfelzucker (m = 7.7 g) aufgelöst wird.
Zusatz: Wie viele Moleküle Koffein (C8H10N4O2) befinden sich nach einem Kaffee im Körper, wenn in einer Tasse Kaffee 80 mg davon aufgelöst waren? Lösung: - c = n/V = m/M/V
M(C12H22O11) = 342 g/mol
c = 7.7g/342g/mol / 0.15 L = 0.15 mol/L - Zusatzaufgabe:
- n = m/M
M(C8H10N4O2) = 194 g/mol
· n = 0.08/194 = 0.000412 mol = 4.12·10-4 mol
· 1 mol = 6.022·1023
· 4.12·10-4 mol → 2.48·1020
- c = n/V = m/M/V
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- Aufgabe: st-94
Diverse Berechnungen rund um die Konzentration.
- Zu 150 ml einer Lösung mit c = 0.3 mol/l werden 200 ml Wasser gegeben. Welche Konzentration
- Zu 300 ml einer Lösung mit c = 0.3 mol/l werden 200 ml einer (gleichen) Lösung mit c= 0.5 mol/L gegeben. Welche Konzentration hat die Lösung jetzt?
- Gegeben sei 1.5 L einer Kochsalzlösung mit c = 0.15 mol/L.
Nun sollen aber 2.0 L einer Kochsalzlösung mit c = 0.3 mol/L hergestellt werden. Wie viele Gramm Kochsalz sowie Wasser muss zur gegebenen Kochsalzlösung noch zusätzlich dazugegeben werden.
Lösung: - c = n/V resp. n = c·V
n(Lösung) = c·V = 0.3 mol/l·0.15 l = 0.045 mol
neues Volumen: 150 ml + 200 ml = 350 ml resp. 0.35 L
c = n/V = 0.045 mol / 0.35 L = 0.129 mol/L - c = n/V resp. n = c·V
n1(Lösung) = c1·V1 = 0.3 mol/l·0.3 l = 0.09 mol
n2(Lösung) = c2·V2 = 0.5 mol/l·0.2 l = 0.1 mol
neue n: n1 + n2 = 0.19 mol
neues Volumen: 300 ml + 200 ml = 500 ml resp. 0.55 L
c = n/V = 0.19 mol / 0.5 L = 0.38 mol/L - Zusätzliches Volumen: 2.0 L – 1.5 L = 0.5 L
n1(1.5 L Lösung) = c1·V1 = 0.15 mol/L·1.5L = 0.225 mol
n2(2.0 L Lösung) = c2·V2 = 0.3 mol/L·2L = 0.6 mol
mit n=m/M resp. m(NaCl) =n·M(NaCl)
M(NaCl) = 58.5 g/mol
m1(NaCl) =0.225 mol · 58.5 g/mol = 13.16 g
m2(NaCl) =0.6 mol · 58.5 g/mol = 35.1 g
Zusätzliche Menge NaCl = 35.1-13.16 = ca. 22 Gramm
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- Aufgabe: st-95
Eine Lösung hat eine Masse von 120 Gramm. Ihr Volumen beträgt 110 ml. Berechne ihre Dichte.
Lösung: - Dichte = m/V
- d = 120 g / 110 ml = 1.09 g/ml
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- Aufgabe: st-96
Berechne folgende Dichten:
- Berechne die Dichte folgender Gase: O2, N2 und CO2 bei Normalbedingungen
- Berechne die Dichte der Luft
- Erkläre, wieso ein Feuer mit einem CO2-Löscher gelöscht werden kann.
Lösung: Hinweis: Normalbedingungen bei Gasen heisst: ein mol beansprucht 22.4 L
Somit gilt: n = 1, V = 22.4 L
Aus Dichte=m/V und n=m/M folgt: D=n·M/V- Dichte = m/V = n·N/V
Dichte(CO2)= 1mol·M(CO2)/22.4 L = 44/22.4= 1.96 g/L
Dichte(O2) = 32/22.4 = 1.43 g/L
Dichte(N2) = 28/22.4 = 1.25 g/L - Luft bestehe zu 80% aus N2 sowie 20% O2
Bestandteil N2: 80% eines Mols: 0.8 mol
Bestandteil O2: 20% eines Mols: 0.2 mol
Dichte(Luft) = (0.8·M(N2)+0.2·M(O2))/22.4 = (0.8·28+0.2·32)/22.4 = 1.29 g/L - Die Dichte von CO2 beträgt 1.96 g/L, von der Luft 1.29 g/L. Somit ist CO2 'schwerer' wie die Luft und verdrängt somit das 'leichtere' O2 (Dichte 1.43 g/L), die Flamme erstickt, da kein Sauerstoff zur Kerzenflamme dringen kann.
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