Frage von MikeEnfield, 64

Wie kann ich ausrechnen wie viel flüssiges Wasser bei einem Liter gasförmigen Sauerstoff entsteht?

wenn ich 1L gasförmigen Sauerstoff bei normalen Umgebungsbedingungen habe und den mit der entsprechenden Menge Wasserstoff reagieren lasse, bzw. wie kann ich das berechnen, mir fehlt hier der grundsätzliche Ansatz.....

Expertenantwort
von DieChemikerin, Community-Experte für Chemie, 23

Hi :)

Der Ansatz ist die Reaktionsgleichung, da du daraus das Stoffmengenverhältnis ermitteln kannst etc. :

2 H2 + O2 -> 2 H2O

Nun weißt du: V(O2) = 1l

Du brauchst folgende Formel zunächst:

V = n*Vm

Mit Vm = 24l/mol und V = 1l ergibt sich

n(O2) = V(O2)/Vm

= 1l/(24l/mol)

= 1/24 mol

Jetzt weißt du: das Stoffmengenverhältnis ist 1:2. Daraus folgt:

n(H2O)/n(O2) = 2/1 = 2

Nun n(O2) auf die andere Seite bringen:

n(H2O) = 2n(O2) = 1/12 mol

Nun weißt du die molare Masse von H2O, die ist 18 g/mol. Ich kenne sie auswendig und fü einige Stoffe ist das sinnvoll. Wenn du weißt, dass M(H) = 1 g/mol und M(O) = 16 g/mol, dann folgt daraus, dass M(H2O) = 18 g/mol.

Nun brauchen wir die Formel

n = m/M

Nach m umstellen ergibt

m(H2o) = n(H2O) * M(H2O)

= 1/12 mol * 18 g/mol

= 1,5 g

Bei Fragen melde dich :)

LG

Kommentar von JonasV ,

Das hast du irgendwie schöner erklärt als ich^^ Ich hatte auch zugegebenermaßen ein paar Dinge vergessen, an die ich mich erst wieder erinnern musste.

Kommentar von MikeEnfield ,

ok, nu hab ichs begriffen, das Sauerstoffmolekül trennt sich ja bei der Reaktion auf, eigentlich logisch. Chemie ist bei mir schon 25 Jahre her...... macht aber immer wieder spass, die Zusammenhänge zu verstehen, den Rest in unserer technischen Anlage kann ich nu selber durchrechnen, Danke euch beiden.

Kommentar von indiachinacook ,

Kleine Anmerkung

Mit Vm = 24l/mol und V = 1l ergibt sich

Dazu muß man natürlich wissen, wie Druck und Temperatur sind. 24 Liter für das molare Volumen stimmen z.B. bei einem Druck von 1013 mbar (=1 atm) und einer Temperatur von 19.3°C.

1013 mbar heißt oft auch „Normaldruck“, und er heißt deshalb so, weil man ihn normalerweise nie hat. ☺

Das liegt daran, daß die meisten Menschen nicht auf Meeresniveau leben, sondern höher; folglich ist der Luftdruck geringer. 500 m über dem Meer ist der „höhen­korrigierte Normal­druck“ nur noch 957 mbar, und wenn Du da ein molares Volumen von 24 Litern haben willst, dann mußt Du bei chilligen 3°C arbeiten. Bei 20 Grad nimmt ein Mol ideales Gas bereits 25.5 l ein.

Im Himālaya und in den Anden wird es noch viel schlimmer; wer in Kāṭhmāṇḍau studiert (1500 m, 851 mbar), der sollte mit einem molaren Volumen von 28.7 l rechnen, denn 24 l würden dort frostigen −27°C entsprechen. Für die Universität von Lhasa kannst Du es Dir selbst ausrechnen.

Dazu kommen natürlich noch wetterbedingte Schwankungen beim Druck. Deshalb rechnet man in der Praxis niemals mit einem festen molaren Volumen, sondern wirft einen Blick auf das hoffentlich im Labor vorhandene Barometer. In meinem Studium (350 m, 973 mbar) habe ich das oft genug vergessen, was natürlich immer erst beim Schreiben des Protokolls auffällt. Dann mußte ich am Flughafen anrufen und kleinlaut nachfragen „Äh, wie war der Luftdruck am Dienstag vor einer Woche nachmittags?“.

Kommentar von Bevarian ,

bfg  ;)))

Kommentar von fjf100 ,

Vm= 22,41383 l /mol woher kommt der Wert Vm=24 l /mol ?

2 H2 0 dies sind 2 mol H2o ergibt 2 * 18g=36 g 

also 1 mol 02 ergeben  2 mol H20 =36 g

1l 02 stehen zur Verfügung also ergeben sich 36 g /22,41 l = 1,606 g/l

Mit 1 l  02 Gas ergeben sich also 1,606 g Wasser !!

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 18

2 H₂ + O₂ ⟶ 2 H₂O

Aus einem Mol O₂ enstehen also zwei Mol Wasser. Jetzt mußt Du nur noch wissen, welche Stoffmenge sich hinter der Angabe „1 l O₂“ verbirgt. Das ist von Druck und Temperatur abhängig, und die Gasgleichung pV=nRT hilft weiter.

Kommentar von DieChemikerin ,

Meist wird in Klasse 8 bis 10 von Standardbedingungen, also 25ºC und 1013 mBar, ausgegangen. Solcher Kram kommt erst in Klasse 11.

Kommentar von indiachinacook ,

Sorry, ich bin nur bis zur 8. Klasse in die Schule gegangen und kenne mich daher nicht so gut mit Klasse 11 aus. ☺

Im echten Leben nimmt man jedenfalls die Gasgleichung.

Kommentar von Bevarian ,

;)))

Kommentar von indiachinacook ,

Nicht geschwindelt. Echt!

Antwort
von JonasV, 33

Du kannst erstmal berechnen, wie viel mol Sauerstoff das sind. (Ich glaube es gab da für Gase eine regel, dass immer 24L 1 mol sind. Bin mir aber nicht sicher, ist zu lange her. Du verstehst aber was ich meine.) Aus 1 Sauerstoffatom kriegst du ein Wassermolekül. Wasserstoff hast du ja zu genüge da. Du 1 Wassermolekül hat eine molare Masse von 16 (oder warens 18? Auch hier: lange her, aber du verstehst den Ansatz) g/mol. Also erhältst du 16g/mol * xmol = yg an Wasser. Das kannst du dann noch wenn du willst in Volumen umrechnen mit der diche. Die xmol ist die Anzahl an mol von Sauerstoffmolekülen, die du ausgerechnet hattest.

Kommentar von MikeEnfield ,

würde also heißen, dass 1/24 mol sauerstoff + 2/24 mol wasserstoff 3/24 mol wasser ergeben, was dann ca 2,4 g entspricht?

Kommentar von JonasV ,

Nein da hast du einen Denk Fehler. 1 mol ist ja einfach eine Menge an Teilchen. wenn du 1 mol O2 hast, hast du 2 mol O. Und für 1 Wassermolekül brauchst du 1O und 2H. Das heißt 1Mol O + 2Mol H= 0.5MolO2 + 1MolH2=1MolH2O. Es geht rein um dirme Teilchenanzahl. Dass ein Mol Sauerstoff (=O2) 2Mol O ist hatte ich eben übrigends vergessen. Du sagst also: Wir haben (1/24)Mol O2. Für ein Wassermolekül brauchen wir ein O, also kriegt man aus einem O2 2 Wassermoleküle. Dementsprechend kriegst du 1/12Mol Wasser und das sind dann (1/12)mol*18g/mol=1.5g Wasser.

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