Verhältnisgleichungen SO3 + H2O ----> H2SO4?
Welche Masse an Schwefelsäure lässt sich aus 300ml Wasser herstellen? Ich bereite mich zurzeit aufs Abitur und habe diese Frage in meinem Hefter gefunden, welche von mir leider damals nicht geantwortet wurde. Ich glaube, dass die Frage von mir falsch abgeschrieben wurde und dass man die nicht beantworten kann. Ich bin mir aber nicht sicher.
Wenn die Frage richtig ist, könnte mir bitte jemand erklären, wie es geht!!
Danke im Voraus!!!!
1 Antwort
Dochdoch, die Frage macht absolut Sinn. Solche Aufgaben löst du folgendermaßen:
- Reaktionsgleichung aufstellen (hier schon passiert)
- Molmassen drunter schreiben. Sodass du z.B. unterm H2O 18 g stehen hast.
- ggf. noch in Volumen umrechnen (wo du es brauchst)
- Verhältnis bilden: mit soundsoviel Wasser bekomme ich soundsoviel Schwefelsäure
- auf das gewünschte Maß hochrechnen.
Die Masse stimmt in etwa. Habs nicht mehr im Kopf.
Aber zur Umrechnung aufs Volumen solltest du dir bitte nochmal vor Augen führen, dass unterschiedliche Stoffe unterschiedliche Dichten haben.
Ich habe eine etwas andere Masse heraus. Zeige doch mal deinen Rechenweg.
Ich komme mit ρ(H₂O)=0.997 g/ml, M(H₂O)=18.015 g/mol und M(H₂SO₄)=98.079 g/mol auf 1628 g. Wahrscheinlich hast Du leicht ndere Zahlen genommen.
Aber zum Umrechnen aufs Volumen brauchst Du die Dichte der wasserfreien Schwefelsäure ρ(H₂SO₄)=1.8305 g/ml, also sind es nur 890 ml.
Wir haben 300ml Wasser. 300ml durch 18ml ergibt sich dann 16,6 ml. 16,6 * 98ml (V von Schwefelsäure) = 1626,8ml
Ich weiß wirklich nicht, was Du gerechnet hast — bei mir kommt aus diesen Zahlen etwas anderes heraus
echo '300/18*98' | bc
1633.333333333333
Im Prinzip stimmt Dein Rechengang. Aber Dein Einheitenchaos ist ᴇɴᴛꜱᴇᴛᴢʟɪcʜ. Der Reihe nach:
- Du hast 300 ml Wasser. Das sind auch in guter Näherung 300 g Wasser; wenn man der richtiger Dichte von Wasser (ρ=0.997 g/ml) verwendet, sind es 299 ml, also können wir den Unterschied vernachlässigen.
- Jetzt müssen wir das in Stoffmenge umrechnen, also n=m/M=16.67 mol. Ja, mol und nicht ml.
- Daraus entstehen ebensoviele Mol H₂SO₄, also auch 16.67 mol.
- Und das rechnen wir in Masse um, also m=n⋅M=1633 g. Das ist die Masse Schwefelsäure, die wir aus der Reaktion bekommen können.
- Wenn wir das noch in Volumen umrechnen wollen, dann brauchen wir die Dichte der wasserfreien Schwefelsäure (ρ=1.8305 g/ml). Mit der Formel V=m/ρ=892 ml.
Welche Masse an Wasser kann 300ml SO3 zersetzen?
Meine Antwort wäre 129,6g und die Antwort meines Bruders wäre 67,3g.
Wer von uns beiden, hat jz. Recht
Danke im Voraus
LG
Laura
300 g Wasser sind 300/18=16.67 mol, die dersetzen ebensoviele Mol SO₃, die wiegen 16.67⋅80=1.33 kg.
Die Masse des Wassers wird gesucht und wurde in der Fragestellung nicht angegeben! Wie sind Sie auf die 300g Wasser gekommen?
Es ist Sch…, wenn man nicht lesen kann. Ich hatte die Frage umgekehrt herum gelesen. Vergiß die Antwort.
300/80.066*18.02 = 67.5 g
Einheiten wären dann: 300ml/80,066 ml/mol * 18,02 g/mol oder?
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Ich habe es komplett anders berechnet: Ich habe das Volumen(SO3) in g umgewndelt, indem ich * 1,92 g/ml (p von SO3) gerechnet habe. Dann habe ich n(SO3; 7,2) gerechnet. Dann 18g/mol *7,2 mol = m(H2O).
OK, ich kann wirklich nicht lesen und sollte schlafen gehen (es ist 4:50 hier). Aber stehen da wirklich 030 ml SO₃? Das wäre komisch, denn SO₃ ist bei Raumtemperatur ein Festkörper.
Meine Antworten in diesem Kommentarstrang waren wirlkich haarsträubend gräßlich. Jetzt machen wir es also richtig:
Welche Masse an Wasser kann 300ml SO3 zersetzen?
Gefragt ist also, welche Wassermasse man braucht, um 300 ml SO₃ nach der Reaktionsgleichung
SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₄
zu Schwefelsäure umzusetzen.
SO₃ ist ein komplizierter Stoff. Die thermodynamisch instabile aber gut haltbare γ-Form aus S₃O₉-Molekülen schmilzt bei 17 °C; beim Herumstehen wandelt es sich langsam in zwei polymere Modifikationen mit höherem Schmelzpunkt um (β-SO₃ schmilzt bei 33 °C, α-SO₃ sublimiert bei 62 °C). Man kann SO₃ fest kaufen (als Mischung von α/β), oder auch flüssig als γ-SO₃, das durch Stabilisatoren daran gehindert wird, zu α oder β zu polymerisieren. Flüssiges SO₃, das man durch Schmelzen der β- oder γ-Formen erhält, siedet bei 44 °C, das α kann man nicht schmelzen, weil direkt vom festen Zustand gasförmig wird (Sublimation).
Sollte ich das jemals gewußt haben, dann habe ich es inzwischen völlig vergessen. Glücklicherweise kann ich nachlesen. Um Dein Beispiel zu lösen, mußt Du aber nur die Dichte des flüssigen SO₃ kennen; sie beträgt ρ=1.92 g/ml.
Also entsprechen Deine 300 ml SO₃ einer Masse von m=V⋅ρ=576 g bzw. einer Stoffmenge von n=m/M=7.2 mol. Du brauchst dazu also ebenfalls 7.2 mol Wasser, das sind m=M⋅n=130 g Wasser. Du hast also richtig gerechnet.
Komm aber bitte niemals auf den Gedanken, diese Reaktion praktisch durchzuführen; Dein Ansatz würde grob 550 kJ an Energie freisetzen, und das in Sekundenbruchteilen; als Resultat würde Dir die kochend heiße Schwefelsäure ins Gesicht fahren. Diese Reaktion ist so unbeherrschbar, daß man bei der Schwefelsäureherstellung einem Umweg geht, damit das SO₃ nicht direkt mit dem Wasser reagieren muß.
(550 kJ entsprechen etwa der Energieabgabe einer Schnellkochplatte [3 kW] über einen Zeitraum von 3 min; die Reaktion ist aber in einer Drittelsekunde fertig)
Die Antwort würde dann 1626,8g oder 1626,8ml sein!!! Ist das richtig?
Danke im Voraus