Chemisches Rechnen ( Stöchiometrie )?
Hallo. Kann mir bitte bitte Jemand helfen ?
Mein Sohn 8. Klasse hat in Chemie chemisches Rechnen. Er hat es im Unterricht nicht verstanden. Anstatt sein Lehrer es ihm noch 1 Mal erklärt schickt er meinen Sohn seitdem aus dem Unterricht und geht im Lehrplan weiter. Jetzt muss ich meinem Sohn das chemische Rechnen erklären und verstehe es an Hand der Arbeitsblätter selbst nicht.
Es handelt sich um Masse m, Stoffmenge n, molare Masse M und deren Zusammenhänge. Z.B n = m ÷ M ( daraus folgt auch : m = n × M und M = m ÷ n )
Bsp. Berechne die Stoffmenge von 81 g Aluminium .
Gesucht : n ( Al )
Gegeben : m ( Al ) = 81 g und M ( Al ) = 27 g / mol
Lösung : n ( Al ) = m ( Al ) ÷ M ( Al ) = 81g ÷ 27 g / mol = 3 mol
Die Rechnung kann ich nachvollziehen, aber weitere Aufgaben :
1. Berechne die Stoffmenge von : 24g C, 69g Na, 40g SO3 ( Schwefeltrioxid ) !
Gesucht : jeweils n / Gegeben : jeweils m Also : n = m ÷ M
Aber woher nehme ich die jeweilige molare Masse M ??
Dann folgt : Berechne die Masse von : 5mol Li , 0,5 mol Ca !
Gesucht : jeweils m / Gegeben : jeweils n Also : m = n × M
Anscheindend fehlt mir wieder die molare Masse M ?
Wie kommt man auf die molare Masse, wenn nur Masse oder Stoffmenge gegeben sind ?
Vielen Dank.
MfG Maria
4 Antworten
Moin Maria,
die molare Masse M findest du in Tafelwerken, im Internet oder im Periodensystem der Elemente (PSE), also eventuell auch im Schulbuch deines Sohnes?!
Aber zunächst ein paar Grundlagen zum besseren Verständnis:
Die Masse von Atomen ist so klein, dass sie mit unserem üblichen System mit den Einheiten Gramm oder Kilogramm zu so unhandlichen Zahlen führen würden, dass niemand damit umgehen möchte. Deshalb hat man sich ein besonderes Maß dazu ausgedacht, nämlich die "atomare Masse" mit der Einheit [u].
Dabei geht man (vereinfacht) davon aus, dass in einem Atom nur die im Kern vorkommenden Protonen und Neutronen eine nennenswerte Masse besitzen, nämlich beide etwa 1 u. Die in der Hülle befindlichen Elektronen haben dagegen eine so geringe Masse (nämlich etwa 1/2000-stel u), dass man sie in der Chemie einfach nicht berücksichtigt (nur Atomphysiker rechnen hier mit sehr genauen Zahlen).
In brauchbaren PSEs ist nun für jedes Element die Masse eines Atoms dieses Elements angegeben, also zum Beispiel 23,0 u für Na (Natrium; Position 11 im PSE).
Manchmal variieren die Angaben. So findest du für besagtes Natrium eine atomare Masse von 23,0 u oder 22,9898 u oder (noch genauer) 22,98976928 u. Das liegt daran, dass es von Natriumatomen verschiedene Isotope gibt, die also alle zwar zum Element Natrium gehören, aber unterschiedliche Masse haben, weil sie stets 11 Protonen, aber mal 12 Neutronen im Kern haben oder nur 10 oder 11 oder sogar 13 oder 14. In der Natur kommen nur Natriumatome vor, die 11 Protonen und 12 Neutronen in ihren Atomkernen versammeln (Reinelement). Solche Natriumatome wiegen deshalb also 23 u.
Künstlich kannst du aber noch weitere Isotope erzeugen, die dann radioaktiv sind und mehr oder weniger schnell zerfallen. Diese Isotope haben dann weniger Neutronen im Kern (10 oder 11) oder mehr (13 oder 14) als die natürlichen. Wenn du dann alle Isotope eines Elements mit dessen relativer Häufigkeit berücksichtigst, kommen diese komischen gebrochenen Massezahlen zustande.
Für die vereinfachten Berechnungen, die in den Aufgaben deines Sohnes vorkommen werden, brauchst du eher gerundete Zahlen. Deshalb würde ich an deiner Stelle für Natrium zum Beispiel von einer Atommasse von 23 u ausgehen.
Und nun kommt der Clou! Wenn du von den Atomen grob 6 • 10^23 Stück zusammen bringst, dann hast du etwa 1 mol dieser Atome vor dir. Eine Stoffportion n, die etwa 6 • 10^23 Teilchen umfasst, stellt 1 mol dieser Teilchen dar. 6 • 10^23 Eier wären demnach 1 mol Eier. 6 • 10^23 Autos wären 1 mol Autos. Und 6 • 10^23 Natriumatome sind 1 mol Natriumatome, verstehst du?
Die Masse eines Atoms eines Elements hat auf das Mol bezogen denselben Zahlenwert, aber nun mit der uns vertrauteren Einheit [g] (Gramm). Wenn du genau 1 mol Natriumatome zusammen bringst, dann haben die alle zusammen die Masse von 23 g. Deshalb hat die sogenannte "molare Masse" M die Einheit g/mol.
Wenn du keine einzelnen Atome, sondern Moleküle betrachtest, so erhältst du die molare Masse, indem du für alle Elementsymbole, die in der Formel vorhandenen sind, die atomaren Massen [in u] heraussuchst, diese dann addierst und schließlich auf ein Mol beziehst.
Zum Beispiel: Molare Masse von Sauerstoff: 32 g/mol. Wieso? Nun, Sauerstoff hat das Symbol "O" im PSE. Die molare Masse eines Sauerstoffatoms beträgt 16 u. Da aber Sauerstoff nicht in einzelnen Atomen, sondern in Form von zweiatomigen Minimolekülen auftritt ("O2"), sind pro Sauerstoffteilchen zwei Atome gemeint. Deshalb hat 1 mol Sauerstoff die Masse von (2 • 16 =) 32 g, so dass die molare Masse von Sauerstoff 32 g/mol beträgt. Alles klar?
So, nun zu den Aufgaben.
gegeben: m =24 g C
M(C) = 12 g/mol
gesucht n(C)
Formel: n = m/M
n = 24g : 12 g/mol = 2 mol
Analog kommst du dann auf folgende Lösungen:
69 g Li entsprechen 2 mol Li
40 g SO3 entsprechen 0,5 mol, weil M(SO3) = (32 + 3 • 16 =) 80 g/mol sind.
gegeben: 5 mol Li
M(Li) = 7 g/mol (gerundet)
gesucht: m(Li)
Formel: m = n • M
m = 5 mol • 7 g/mol = 35 g
Den Rest könnt ihr jetzt sicher alleine lösen. Zur Info: M(Ca) = 40 g/mol...
LG von der Waterkant
Nur raus damit. Ich bin zwar kein Chemiker, aber immerhin mag ich das Fach und gebe mir Mühe, es verständlich zu erklären. Wenn es dir geholfen hat, freut es mich... Und wie gesagt, wenn du noch mehr Fragen hast (und ich sie beantworten kann), dann werde ich dir (und deinem Sohn) auch weiterhin gerne zur Seite stehen.
Nochmals ein lieber Gruß von der Waterkant.
Vielen Dank für Eure Antworten. Ihr habt mir sehr geholfen.
Jetzt hat mein Sohn das chemische Rechnen begriffen. Trotzdem mußte ich 4 Stunden mit ihm zusammen die ganzen Aufgaben auf seinen Arbeitsblatt durchgehen. Aber er wurde nach 30 min immer sicherer und brauchte kaum noch Hilfe.
Doch gerade hat mich sein Chemielehrer angerufen und mir gesagt, dass David nun zu weit im Unterrichtsstoff ist. Er soll sich auf chemische Gleichungen konzentrieren und diese üben. Ich bin total enttäuscht.....
Ttrotzdem werde ich mit David das chemische Rechnen weiter üben. Es kommt ja sowieso.
Aber von chemischen Gleichungen verstehe ich auch nicht viel.
Chemie macht Spass, wenn man es begreift. Lg Maria
Dafür gibt's Tabellenbücher, die Dein Sohn eigentlich haben sollte bzw. die in der Schule vorliegen.
Kohlenstoff = 12,0107 g/mol
Natrium = 22,9897 g/mol
Schwefeltrioxid = 80,066 g/mol
Lithium = 6,941 g/mol
Kalzium = 40,078 g/mol
Im Internet sollte man diese Werte übrigens auch finden ;-)
DANKE.
Ich habe die molare Masse im Periodensytem gefunden.
Jetzt geht es !
Du kannst natürlich im PSE nachschauen, aber falls du ganz auf Nummer sicher gehen willst, geht auch Wikepedia. Da stehen dann auch die Molaren Massen von Verbindungen (auch um, wenn du M ausrechnen musst, die Lösung zu kontrollieren).
Um M von SO3 zu berechnen nimmst du einmal M von S plus drei mal M von O. Das ist dann das Gewicht von 1 Mol SO3.
Hoffe das hilft!
LG und viel Glück noch mit deinem Sohn, er packt das schon:)
Vielen Dank.
Ssuper erklärt.
Ich habedie molare Masse im Periodensytem gefunden.
Jetzt geht es.
Ich hoffe, ich kann das vernünftig erklären. Lg Maria
Die molare Masse lässt sich aus den Periodensystem ablesen (Die Zahl im oberen rechten Eck bei dem jeweiligen Element). Kohlenstoff hat eine molare Masse von 12. Sauerstoff z.b. 16. Bei einer Verbindung zählt man die molaren Massen aller beteiligten Elemente zusammen. Bsp. Methan CH4. C hat 12. H hat 1. Macht 12 + 4x1 = 16.
Vielen Dank.
Ganz super erklärt
Du bist bestimmt Chemiker ?
Ich habe die molare Masse im Periodensytem gefunden.
Jetzt kann ich es berechnen.
Sauerstoff 2 × 16 also 32 g/mol hätte ich jetzt nicht gewußt, aber wie Du es erklärt hast ist es logisch.
Ich hoffe, dass ich die Rechnungen meinem Sohn möglichst einfach erklären kann.
Im Prinzip muss er sich vor allem die Formeln zur Berechnung merken.
Vielen, vielen Dank noch Mal.
LG Maria
P.S. Ich werde bestimmt noch einige Fragen in Chemie haben, denn inzwischen ist die Klasse im Lehrstoff weiter gegangen und ich muss jetzt alles mit meinem Sohn nacharbeiten. Ich habe zig Arbeitsblätter vor mir liegen..........