Kann mir jemand folgendes Beispiel in Chemie erklären?
Hallo! Ich lerne derzeit für den MedAT unter anderem den Chemieteil Rechnen mit Mol. Leider versteh ich aber folgendes Übungsbeispiel überhaupt nicht. Kann mir das jemand genau erklären?
Vielen Dank!
3 Antworten
Das ist doch eigentlich ziemlich trivial. Ich rechne es mal anders.
1 mol (6,022 * 10²³ Moleküle/Teilchen) CO besteht unzweifelhaft aus je einem Atom/Teilchen O und einem C. Denn wenn man beispielsweise ein Duzend (12 Stück) CO-Moleküle spaltet, erhält man jeweils 12 C- und 12 O-Atome. 6,022 * 10²³ Moleküle/Teilchen CO liefern daher jeweils 6,022 * 10²³ Atome von C und O. Also 1 mol CO --> 1 mol C + 1 mol O. 4 mol CO --> 4 mol C + 4 mol O. Umgekehrt braucht man zur Synthese von 4 mol CO somit auch 4 mol O. Die atomare Masse von Sauerstoff ist 16 u (16 g/mol) oder anders 1 mol Sauerstoffatome hat die Masse m = 16 g. Daher haben 4 mol Sauerstoffatome eine Masse von 4 * 16 g = 64 g.
Nun kommt Sauerstoff in der Regel als zweiatomiges Molekül vor. Daher rechnet man auch nicht mit O-Atomen sondern Molekülen. Die sind natürlich doppelt so "schwer" wie die Atome. Ein mol O2 hat daher die Masse von 32 g. Und wenn man 4 mol O benötigt, dann kann man etwas eleganter dasselbe auch mit 2 mol O2 formulieren. 2 mol O2 sind schließlich auch - wie 4 mol O - 64 g.
Ein Mensch soll mal 75 kg wiegen. Ein Ehepaar aus 2 Menschen wiegt dementsprechend... wie viele kg? Wie viel wiegen dementsprechend zwei Ehepaare? 2x 75 kg oder 4x 75 kg?
Jetzt ersetze Menschen durch O-Atome, 75 kg durch 16 g/mol und Ehepaare durch O2-Moleküle:
Ein O2-Molekül enthält 2 O-Atome. 1 mol O2-Moleküle enthält dementsprechend 2 mol O-Atome.
Die Masse von 1 mol O2-Moleküle ist dementsprechend die Masse von 2 mol O-Atomen. Also 32 g.
Und die Masse von 2 mol O2-Molekülen ist dann logischerweise die Mase von 4 mol O2-Molekülen. Also 64 g.
Moin,
ähhh, was verstehst du daran nicht? Es steht doch alles da!?
Schau mal:
Das Reaktionsschema lautet doch
2 C + O2 → 2 CO
Kleine Randbemerkung: In Reaktionsschemata wird kein Gleichheitszeichen („=”) verwendet, weil - um bei deinem Beispiel zu bleiben - Kohlenstoff (C) ein brennbarer Feststoff ist, Sauerstoff ein Gas, das die Verbrennung fördert und Kohlenstoff ein Gas, das sehr giftig ist. Es liegt doch auf der Hand, dass ein Feststoff und ein brandförderndes Gas NICHT DAS GLEICHE sind wie ein giftiges Gas. Statt des Gleichheitszeichens gibt es doch den schönen Reaktionspfeil („→”), der nämlich so viel bedeutet wie „reagieren zu”. Sag das mal dem „Penner” (oder der „Pennerin”), der (die) euch solche Sachen aushändigt.
Aber zurück zu der Aufgabe...
An dem Reaktionsschema kannst du sehen, dass du 2 x C brauchst, um mit 1 x O2 am Ende 2 x CO herauszubekommen, nicht wahr?
Das bedeutet, dass deine Stoffportion von Kohlenstoffmonoxid (CO) doppelt so groß ist wie die Stoffportion von Sauerstoff (O2), die du eingesetzt hast, verstehst du?
Nun sollen am Ende 4 mol Kohlenstoffmonoxid herauskommen. Das bedeutet, dass du dafür 2 mol Sauerstoff benötigst (die Hälfte nämlich).
Soweit, so klar, hoffe ich!?
Okay. Aber welche Masse haben nun 2 mol Sauerstoff?
Dafür ist die Beziehung
m = n • M
sehr nützlich. Sie besagt nämlich, dass sich die Masse m aus dem Produkt der Stoffmenge n und der molaren Masse M ergibt.
Die Masse m hat die Einheit Gramm [g]. Die Stoffmenge n hat die Einheit Mol [mol] und die molare Masse M hat die Einheit Gramm pro Mol [g/mol].
Zwei dieser drei Größen kennst du jetzt schon. Die Stoffmenge an Sauerstoff waren 2 mol.
Ein Sauerstoffatom (O) hat die molare Masse von 16 g/mol.
Nun setzt du aber laut Reaktionsschema nicht einzelne Sauerstoffatome ein, sondern Sauerstoff-Minimoleküle (O2). Das bedeutet, dass hier zwei Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Darum brauchst du nicht die Masse eines einzelnen Sauerstoffatoms, sondern die doppelte Masse (denn es sind doch zwei Sauerstoffatome in einem Sauerstoff-Minimolekül), verstehst du?
Darum beträgt die molare Masse eines Sauerstoff-Minimoleküls logischerweise
2 • 16 g/mol = 32 g/mol. Klar?
Gut! Dann musst du nun nur noch alles zusammen bedenken. Du brauchst 2 mol Sauerstoff (O2) und einmal Sauerstoff hat die molare Masse von 32 g/mol. Das macht
2 mol • 32 g/mol = 64 g
Antwortsatz:
Für die Herstellung von 4 mol Kohlenstoffmonoxid (CO) aus den Elementen benötigt man 64 g Sauerstoff (O2).
Konntest du jetzt alles nachvollziehen?
LG von der Waterkant