Berechne, wieviel kg Wasser benötigt werden um 1kg Wasserstoff durch Elektrolyse herzustellen. Wie macht man das?
Hallo,
ich habe bald Chemietest und wir müssen so etwas berechen können. Wie macht man das bzw. was kommt bei euch raus?
lg
3 Antworten
Die Reaktionsgleichung lautet hier
2 H2O --> 2 H2 + O2
Dichte von Wasser= 0,0899 kg/m^3
Um die benötigte Masse zu berechnen gehst Du wie oben beschrieben vor
Molare masse Wasser =2*M(H)+M(0)
Ja ich meinte die Dichte von Wasserstoff
Gasförmiger Wasserstoff hat bei Raumtemperatur eine Dichte von 0,0899 kg · m−3
Diese Dichte musst musst Du nun dafür verwenden, um herauszufinden wieviel Mol das wären (Hinweis: bei Gasen gilt, zumindest in der Sek I oft, 1 mol = 22,4 l)
Nun musst Du die Reaktionsgleichung für die Reaktion zu Wasser praktisch umkehren
Wasser reagiert zu Wasserstoff und Sauerstoff
dann ausgleichen und danach den o.g. Wert einsetzen, und berechnen wieviel Mol Wasser das wären (Wasser = 18 g/mol), das dann wiederum mit der Dichte in Liter umwandeln (Wasser: 1 kg/l)
Fertig!
Diese Dichte musst musst Du nun dafür verwenden, um herauszufinden wieviel Mol das wären
Von hinten durch die Brust ins Auge...
Nicht dass es dem Fragesteller schaden würde, ein wenig zu rechnen. Aber nötig ist das hier nicht, 1 mol Wasserstoff sind unabhängig von Druck, Temperatur und Aggregatzustand immer 2 * 1,008 g H2, für schulische Zwecke meist auf 2 g gerundet.
Naja bin es halt nicht anders gewohnt :) (siehe unten)
Ich weiß ja nicht, ob die Frage zwischendurch editiert wurde. Derzeit lautet sie "wieviel kg Wasser benötigt werden um 1kg Wasserstoff...", da ist ein Volumen weder gegeben noch gesucht.
Nein wurde nicht editiert. Nur dass Gase in kg angegeben werden, das bin ich nicht gewohnt. Im Labor wiegen wir ja auch nicht x g Sauerstoff ab, sonder nutzen n ml O2. Vielleicht bin ich da manchmal etwas zu genau, das Ergebnis ist ja fast das Selbe, aber beide Wege sind richtig, nur mit Dichte zu arbeiten ist halt genauer.
Gibt es da auch einen Weg ohne es mit Dichte berechnen zu müssen?
Es kommt drauf an, wie genau die Antwort gefordert ist, der andere hier aufgeführte Weg mag auch klappen ist aber ungenauer. Im Zweifel vorher kurz fragen.
Zur Kontrolle: Die Lösung lautet 8,919 kg. Zwar knapp an 9 kg aber nicht ganz :)
Wasser ist h2o
also 2 gram wasserstoff pro mol
und 16 gram sauerstoff.
1 kg wasserstoff entspricht also 500 mol h2o.
du brauchst 500mol h2o = 500 x 18g = 9000 gram oder 9 kg
Das ist nicht ganz richtig. Da es um gasförmigen Wasserstoff geht :) das ist etwas aufwändiger.
Da es um gasförmigen Wasserstoff geht
Das steht nirgendwo. Es ist von 1 kg Wasserstoff die Rede, der Aggregatzustand ist dabei nicht interessant.
Sehe ich etwas anders, das Reaktionsprodukt bei der Elektrolyse ist gasförmig und nicht flüssig.
Das mag schon sein, trotzdem bleibt 1 kg auch nur 1 kg, ob flüssig, gasförmig oder fest.
Naja es ergibt sich immerhin ein Unterschied von 100 g, wenn man den Faktor des Aggregatzustandes außer acht lässt..
Nach meinem Verständnis entsprechen 1000 g H₂ der Stoffmenge 500 mol H₂, ob als Gas, als Flüssigkeit oder als Feststoff.
Naja ich habe es durchgerechnet, und es kam halt ein Unterschied von etwa 100 g raus. Just saying. Zudem Wasserstoff eine unterschiedliche Dichte hat, wenn es gasförmig oder fest wäre. Das Ergebnis ist ja fast das selbe, nur 100 g sind schon ein Unterschied.
Das heiß also, dass meine Behauptung:
... entsprechen 1000 g H₂ der Stoffmenge 500 mol H₂ ...
falsch ist oder?
Rechne es durch: 1 kg Wasserstoff (gasförmig) sind 11,1 m³ , bei 22,4 Liter/mol, sind das 495,5 mol.
Dann muss ich mir wohl merken, dass die Gleichung n = m / M nicht in jedem Fall gültig ist.
Anders gefragt: Was soll daran falsch sein, Massen in Volumen umzuwandeln (bei Gasen und Flüssigkeiten).
Wenn Du nun eingeschnappt bist, tut mir das leid, ich wollte keineswegs beleidigend rüberkommen, aber die Rechnung stimmt halt, oder etwa nicht? 1 kg Wasserstoff wiegen halt je nach physikalischen Bedingungen unterschiedlich viel. Siehe auch pV=nRT
Zudem könnte man nun auch fragen, ob das Wasser flüssig oder fest sein soll (Wasser hat auch eine andere Dichte je nach Aggregatzustand)
und n = m / M stimmt schon - aber die Masse ist halt auch von der Dichte abhängig und wenn Du statt m, Dichte und Volumen einsetzt kommst Du halt auf eine genauere Lösung :o)
Ich bin keineswegs eingeschnappt, Gott bewahre.
Wasser hat auch eine andere Dichte je nach Aggregatzustand
völlig richtig, aber deshalb bleibt 1 kg H₂O doch 1 kg H₂O, ob als Dampf oder als Flüssigkeit. Die Masse und damit die Stoffmenge ändert sich doch nicht mit dem Aggregatzustand.
Außerdem nimmst du die Dichte des Wasserstoffs bei Raumtemperatur an, warum eigentlich Raumtemperatur?
Die Masse und damit die Stoffmenge ändert sich doch nicht mit dem Aggregatzustand.
Auch richtig, aber das Volumen, und das spielt halt oft mit hinein. Ich bin von RT ausgegangen, weil nichts weiter dazu stand. In diesem Fall geht man meist von RT aus, zumindest bei uns im Labor etc.
Ich sage ja auch nicht, dass der o.g. Weg falsch ist [das darf nicht so aufgefasst werden], nur halt ungenau. In der AC0 Klausur hab es halt für den "einfachen" Weg Punktabzug.
Ich schrieb ja auch dass es nicht ganz richtig ist, und nicht, dass es falsch wäre. Der Fehler liegt halt oft im Detail.
Ich bin keineswegs eingeschnappt, Gott bewahre.
Klang halt so, mea culpa!
Wir können das gerne via PN weiterdiskutieren, sonst wird das hier ggf. zu verwirrend :) Anfrage ist raus.
Dichte von Wasserstoff meintest Du sicherlich ;)