Wie berechne ich das Volumen des CO2s (Chemie)?
Hallo,
Ich muss für chemie eine Aufgabe lösen, bei der ich gerade überhaupt nicht weiterkomme.
Gegeben sind: 1 Brausetablette (m=2,5g davon 0,5g Natron und 1,5g Weinsäure)
Die Reaktion von Natron mit Weinsäure habe ich bereits aufgestellt:
2 NaHCO3 + C4H6O6 --> C4H4O6Na2 + 2CO2 + 2H2O
Jetzt soll ich das Volumen des CO2 berechnen, das bei 25°C maximal aus der Tablette gebildet werden kann.
Meine Überlegungen:
Das Verhältnis von Natron zu CO2 ist 1:1. Es sind 0,5g Natron da, also 1/168mol. Also müssten doch auch 1/168mol CO2 entstehen, was etwa 142ml entspricht.
In einer nächsten Aufgabe wird jedoch experimentell ein Volumen von 40ml gemessen.
Was ist mein Fehler? Über jede Hilfe würde ich mich sehr freuen!
5 Antworten
experimentell ein Volumen von 40ml
Fehler beim Experimentieren?
Bei Raumtemperatur lösen sich knapp 2 g CO2 in einem Liter Wasser, es wird daher nur ein kleiner Teil des gebildeten CO2 freiwillig das Wasser verlassen. Abhilfen wären Vakuum oder Kochen.
Ich sehe das ein bißchen anders. Es ist nach dem Volumen des entstehenden Kohlenstoffdioxids gefragt und nicht nach dem "freien" Gas, das entweicht. Wie schon indiachinacook in seinem 2. Absatz schrieb müsste man die Versuchsbedingungen kennen, um die Frage hinsichtlich des gelösten Gases beantworten zu können; aber danach ist meiner Meinung nach nicht gefragt.
Also das sind 2 verschiedene Aufgaben. Bei der einen musste man generell das Volumen berechnen, bei der 2. musste man die Versuchsergebnisse erläutern.
Vermutlich habe ich tatsächlich richtig gerechnet und dachte nur, dass das gleiche wie im Versuch herauskommen müsste. Da löst sich jedoch noch ein Teil des CO2s im Wasser.
Deine Überlegung ist richtig. 0,5 NaHCO3 sind 0,0056 mol. Von der Weinsäure sind 1,5 g im Ansatz, das sind 0,01 mol (Überschuss). Folglich entstehen auch 0,0056 mol CO2. Das sind unter Umgebungsbedingungen irgendwas um die 143 mL.
Vermutlich bezieht sich die nächste Aufgabe nicht auf diese hier.
ich habe jetzt herausgefunden, dass in der nächsten aufgabe ein teil des CO2s ins Wasser geht :)
Beachte die Löslichkeit von CO2 in Wasser bei 25 °C. Nicht alles wird als Gas aufgefangen, ein Teil löst sich im Wasser.
Es ist deutlich mehr Weinsäure vorhanden als Natron, so dass die Reaktion vollständig abläuft und das ganze Natron protoniert wird und zu CO2 zerfällt.
2 NaHCO₃ + H₂C₄H₄O₄ ⟶ C₄H₄O₆Na₂ + 2 CO₂ + 2 H₂O
Wir haben 0.5 g NaHCO₃, also n=m/M=5.9 mmol und entsprechend 10 mmol Weinsäure. Naïv würde man also erwarten, daß das ganze Natron regiert und 5.9 mmol ≈ 140 ml CO₂-Gas liefert, aber die Reaktion hat wohl keine Lust, vollständig abzulaufen. Vermutlich bekommt man mehr CO₂, wenn man das Reaktionsgemisch erwärmt.
Du hast auch nicht geschrieben, wie Du die Reaktion durchführst; vermutlich einfach, indem Du die Brausetablette in Wasser löst. Je nachdem, wieviel Wasser Du dabei verwendest, verlierst Du weiteres CO₂, weil sich das Zeug ja ganz gut in H₂O löst.
Deine Reaktionsgleichung ist richtig.
Das Problerm ist, dass die Weinsäure und das Natriumhydrogencarbonat (Natron) in der Aufgabe nicht im stöchiometrischen Verhältnis vorgegeben sind.
Für m(Weisäure) = 1,5 g benötigt man nur m(Natron) = 0,84 g.
Bei der Reaktion erhält man n(Kohlenstoffdioxid) = 0,01 mol.
Da offenbar SATP-Bedingungen (u.a. 25 °C) vorliegen, ist das molare Volumen des Gases bei diesen Bedingungen V(Gas) = 24,47 L/mol.
Danke für deine antwort! Ich bin mir aber nicht sicher ob ich es richtig verstanden habe. In der Tablette sind doch nur 0,5g Natron enthalten, würde dann nicht einfach ein bisschen Weinsäure übrigbleiben?
Entschuldigung, ich machte einen Ablesefehler. Ich ordnete die Gesamtmasse der Tablette dem Natron zu statt die gegebenen m(Natron) = 0,5 g.
Und es reagieren doch auch 2mol Natron mit 1 mol Weinsäure?
ja die 40ml ist das volumen des co2s, welches sich nicht im wasser löst. Das erklärt wohl den unterschied.