aufkonzentrieren von Kalilauge?

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Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Du hast V₁=5 l einer KOH-Lösung mit Dichte ρ₁=1.1 g/ml und Massenanteil w₁=11%. Diese Stoff­por­tion wiegt m₁=ρ₁V₁=5.5 kg und enthält m=w₁m₁=605 g reines KOH.

Du willst eine KOH-Lösung mit Dichte ρ₂=1.32 g/ml und Massenanteil w₂=32.7%. Da wir wissen, wieviel KOH überhaupt im Spiel ist, bekommen wir die Masse der Lösung als m₂=m/w₂=1850 g und das Volumen als V₂=m₂/ρ₂=1401 ml.

Du mußt also m₁−m₂=3.65 kg Wasser verdampfen, wobei das Volumen der Lösung um oder ein Volu­men von V₁−V₂=3.60 l abnimmt.

Wenn Du scharf mitdenkst, wird Dir auffallen, daß 3.65 kg Wasser aber ein Volu­men von 3.64 l haben, warum nimmt das Volumen der Lösung also um 3.60 l (also 40 ml weniger) ab? Das liegt daran, daß die Volumina bei Mischungen nicht additiv sind. Wenn Du Deine 1.4 l der starken KOH wieder mit 3.64 l Wasser auf die An­fangs­kon­zen­tra­tion ver­dünnst, dann schrumpft das Volumen um 40 ml. So ein Verhalten ist für Ionen­lösungen typisch.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
TomRichter  18.11.2020, 00:01

> Massenanteil w₁=11%

Laut Aufgabe sind es 12%.

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indiachinacook  18.11.2020, 00:43
@TomRichter

Tja, wenn der Experte zu blöd zum Abschreiben ist, dann muß der arme Fragesteller es selbst nochmals duchrechnen. ☹

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indiachinacook  18.11.2020, 01:09
@indiachinacook

Nein, ich schreibe es doch noch mal richtig hin. Das eine Prozent macht einen er­staun­lich großen Unterschied im Resultat.

Du hast V₁=5 l einer KOH-Lösung mit Dichte ρ₁=1.1 g/ml und Massenanteil w₁=12%. Diese Stoff­por­tion wiegt m₁=ρ₁V₁=5.5 kg und enthält m=w₁m₁=660 g reines KOH.

Du willst eine KOH-Lösung mit Dichte ρ₂=1.32 g/ml und Massenanteil w₂=32.7%. Da wir wissen, wieviel KOH überhaupt im Spiel ist, bekommen wir die Masse der Lösung als m₂=m/w₂=2018 g und das Volumen als V₂=m₂/ρ₂=1529 ml.

Du mußt also m₁−m₂=3.48 kg Wasser verdampfen, wobei das Volumen der Lö­sung um V₁−V₂=3.47 l abnimmt.

Die Volumsdiskrepanz, die ich oben diskutiert habe, ist also immer noch vor­han­den, sie beträgt jetzt 18 ml (berechnet mit einer Dichte ρ=0.998 g/ml für reines Wasser). Weitere Zahlendreher, Tippfehler, Phantasiezahlen oder andere Brain­farts gehören dem glücklichen Finder.

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Ich beschränke mich auf die wichtigen Angaben:

5L KOH(12%) ------> KOH(32,7%)

5000 * 0,12 = 600 ( Du hast also 600g KOH in der Lösung )
5000*0,88 = 4400 (Du hast 4400g H2O in der Lösung)

600 = 32,7 ( Die 600g sollen dann 32,7% sein, wieviel H2O wären dann 67,3%? )
x = 67,3

600/32,7 = 18,349g (1%) Wenn die Ziellösung 32,7% KOH hat, dann
67,3 * 18,349 = 1234,86 (67,3%) besteht sie natürlich zu 67,3% aus H2O

4400g - 1234,84g = 3165,14g (um von 4400g H2O auf 1234,84g H2O zu kommen, musst du 3165,14g H2O verdunsten.)

LeBonyt  17.11.2020, 21:53

Und wo kommt die Dichte ins Spiel? Die Prozentangabe bezieht sich auf die Masse. 5000 ccm => 5000 g bei Dichte 1.00 g/ccm

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TomRichter  18.11.2020, 00:04
@LeBonyt

> Und wo kommt die Dichte ins Spiel?

Genau ein Mal: Bei der Berechnung der Anfangsmasse aus den gegebenen 5 Litern.

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TomRichter  18.11.2020, 00:03

Klingt glaubhaft. Die Masse des vorher/nachher enthaltenen Wassers zu berechnen, ist aber ein Umweg. Masse der Lauge reicht.

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TomRichter  18.11.2020, 18:04
@TomRichter

> Klingt glaubhaft.

Und ist doch zu wenig. Korrekte Lösung in indiachinacooks zweiter Rechnung (im Kommentar zu seiner ersten)

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