Chemie?
Ich weiß nicht wie diese Aufgabe funktioniert: Zinksulfid hat die Verhältnisformel ZnS.Auf die Frage, wie viel Zinksulfid aus 5g Zink und 5g Schwefel entstehen kann, antwortet ein Mitschüler „10g” und begründet mit dem Gesetz der Erhaltung der Masse. Kann diese Antwort stimmen? Nimm zu dieser Aussage Stellung.
3 Antworten
Wen man sonst nichts weiß oder nicht rechnen will, dann ist die Antwort „Maximal 10 g ZnS, wahrscheinlich aber weniger, jedoch mehr als 5 g“.
Wir brauche ja für jedes Zinkatom ein Schwefelatom und umgekehrt. Aber in 5 g Schwefel sind deutlich mehr Schwefelatome enthalten als Zinkatome in 5 g Zink. Daher wird alles vorhandene Zink reagieren, aber es wird Schwefel übrigbleiben. Nach der Reaktion bekommt man also 10 g von irgendeinem Bröselwerk, das zum Teil aus ZnS und zum Teil aus unverbrauchtem Schwefel besteht.
Um das genau auszurechnen, braucht man die molaren Massen der beiden Elemente, M(S)=32 g/mol und M(Zn)=65.38 g/mol. Theoretisch könnten wir damit die Anzahl der Atome S und Zn in der Reaktionsmischung ausrechnen, aber das ist unbequem; in der Chemie nimmt man lieber die Stoffmengen, denn die ergeben viel gemütlichere Zahlen.
Da ein Mol Schwefel 32 g wiegt, sind unsere 5 g Schwefel n=m/M=5⁄32=0.156 mol, und vom Zink haben wir ungefähr halb soviel, n=m/M=0.076 mol. Durch die Reaktion entstehen also 0.076 mol ZnS (oder m=nM=7.4 g ZnS), und die restlichen 0.080 mol (oder 2.6 g) Schwefel bleiben übrig.
Gemäß dem Gesetz von der Erhaltung der Masse können maximal 10g Produkt entstehen. Aber es gibt auch noch das Gesetzt der konstanten Proportionen, das besagt, daß sich immer 65g Zink mit genau 32g Schwefel verbinden, also grob im Masseveverhältnis 2:1. Also bleibt die Hälfte vom Schwefel übrig, wenn das Zink vollständig verbraucht ist.
m.f.G.
anwesende
ZnS besagt, dass je ein Atom Zink und ein Atom Schwefel in einem Molekül verbunden sind. Du hast zwar 5g von jedem, aber die Atomgewichte sind unterschiedlich. Die Substanz mit der höheren Atommasse hat also weniger Atome in 5g, begrenzt somit die entstehende Anzahl an Molekülen. Von der anderen Substanz bleiben Atome übrig, also kann das Ergebnis nicht 10g sein.
Jetzt darfst Du im Periodensystem nachsehen, wie groß der Unterschied ist, und man kann sogar ausrechnen, wie viel Reaktionsprodukt entsteht.