Reaktionsgleichungs Probleme?

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2 Antworten

Diese Schreibweise ist nicht üblich.

Da Schwefel wie Eisen ein Feststoff ist, gibt man keine molekulare Zusammensetzung an.

Fe + S --> FeS

basta.

22 und 88 sind Zahlen der Mathematik. Beim chemischen Rechnen sind Zahlen ohne Einheit sinnlos. Es sind 22 g FeS, die du herstellen sollst. Gesucht sind die Massen von Fe und S zur Synthese von 22 g FeS.

Dazu verwendet man die Stoffmengen n in g/mol. Fe hat die molare Masse (siehe Periodensystem) von M(Fe) = 55,85 g/mol und Schwfel hat M(S) = 32 g/mol.

Eine Masse von m(FeS) = 22 g besteht aus der Stoffmenge n = m/M.

Die molare Masse M(FeS) = M(Fe) + M(S) = 87.85 g/mol

In die Formel eingesetzt ergeben sich n(FeS) = m(FeS)/M(FeS) = 0,25 mol

Damit brauchst du genau so viel (Stoffmenge) Eisen wie Schwefel. Da die Massen aber unterschiedlich sind musst du sie erst ausrechnen.

m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 13,98 g (14 g) und

m(S) = n(S) * M(S) = 2 g

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Gelernt ist gelernt

Der junge Mann zeigt uns hier offensichtlich so was wie eine Tafelmitschrift oder Musterlösung aus dem Unterricht - die möchte er verstehen.

Glaubst Du, ein "Das ist so nicht üblich - basta" hilft ihm dabei? In der nächsten Klausur muss er das so können, wie es im Unterricht vermittelt wurde, nicht so, die Du meinst, dass es richtig wäre.

Mal abgesehen davon, dass ich mich an ähnliche Berechnungen aus meiner Schulzeit erinnere - es mag also sein, dass das im Studium anders gemacht wird, in der Schule IST es "üblich" ...

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@claushilbig

PS I: "Der junge Mann" ist eine Vermutung auf Grundlage der Handschrift - sollte ich damit falsch liegen, bitte ich die Fragestellerin um Entschuldigung.

PS II: Warum beklagst Du Dich eigentlich über fehlende Einheiten? Die sind dochbauf dem Foto größtenteils da ...

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@claushilbig

sicher nicht. Das ist höchstens eine vom Lehrer*in falsch verstandene Exaktheit, die er/sie/es auch nicht an der Uni so gelernt hat.

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Oh Mann, Chemie ist lange her bei mir ... Ich hoffe, ich kriege es noch richtig zusammen ;-)

Zum ersten:

Wenn ich mich recht erinnere, ist es bei Schwefel nun mal einfach so, dass er in Reinform Moleküle aus 8 Atomen bildet - so wie reiner Sauerstoff eben immer als O2 vorkommt. Eisen ist in Reinform aber atomar.

Das heißt, zum Aufstellen der Reaktionsgleichung schreibst Du Dir erst mal

__ Fe + S8 -> __ FeS

hin. Dann kannst Du Schlussfolgerungen anstellen: Auf der linken Seite stehen 8 Schwefelatome (in einem Molekül), auf der rechten Seite einzelne Schwefelatome in FeS-Molekülen. Damit alle 8 Schwefelatome von links "verbraucht" werden, muss es rechts also 8 FeS-Moleküle geben. Dann steht da also erst mal

__ Fe + S8 -> 8 FeS

(Exkurs I: Würde rechts irgendwas mit ...S2 stehen, bräuchte man nur 4 dieser Moleküle. Schwieriger wird es, wenn die Zahlen links und rechts sich nicht glatt teilen lassen. Dann muss man links so lange Moleküle "hinzu nehmen", bis es "wieder passt": hätte man rechts etwa ...S3, bräuchte man links 3 S8 und rechts ergäbe sich dann 8 ...S3 - bei der Gelegenheit einen schönen Gruß vom kgV, das man vor Jahren in Mathe gelernt hat ;-).)

Jetzt stehen also rechts 8 Moleküle, die je ein Fe-Atom enthalten, also insgesamt 8 Fe-Atome. Damit das rechts raus kommen kann, müssen links natürlich auch insgesamt 8 Fe-Atome stehen, damit ergibt sich dann

8 Fe + S8 = 8 FeS

(Exkurs II: Würde jetzt links irgendwas mit ...Fe2 stehen, bräuchte man wieder nur 4 dieser Moleküle. Schwieriger wird es wieder, wenn man nicht glatt teilen kann. Dann muss man nun zum einen jetzt rechts so lange Moleküle "hinzu nehmen", bis es "wieder passt", und zum anderen alles, was man links schon hat, genau so vervielfachen: hätte man links etwa ...Fe3, bräuchte man rechts 3x8 = 24 FeS und musste links die S8 ebenfalls verdreifachen, es ergäbe sich links dann 8 ...Fe3 + 3 S8.)

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Zum zweiten:

Die 22 und die 88 kommen nicht "aus dem nichts".

Die 22 sind ja in der Aufgabe vorgegeben, Du sollst 22 Gramm FeS erzeugen.

Und die 88 sind die molare Masse von FeS. Ich meine, die kann man irgendwie aus der Summenformel und den Atommassen von Fe und S (die stehen im Periodensystem) errechnen, da weiß ich aber nicht mehr, wie das geht. Falls Du die nicht selber errechnen können müsstest, stammt die aus irgendeiner Tabelle im Chemiebuch oder muss sonstwie angegeben sein.

Bei der Massenberechnung macht man sich zunutze, dass die Gleichung

8 Fe + S8 = 8 FeS

nicht nur bedeutet, dass 8 Fe-Atome und 1 Molekül S8 zu 8 Molekülen FeS reagieren, sondern auch, dass 8 Mol Eisen und 1 Mol Schwefel zu 8 Mol Eisensulfid werden.

Wenn 1 Mol FeS 88 Gramm wiegt, sind 22 Gramm 1/4 Mol - oder 0,25 Mol, ich bevorzuge aber Brüche, damit kann ich leichter im Kopf rechnen, und ich verschlampe nicht so schnell irgendwelche Nullen hinter dem Komma, wie in Deiner Rechnung einmal geschehen ;-)

Wir wollen also 1/4 Mol produzieren, die Gleichung liefert aber 8 Mol - wir müssen also sozusagen die ganze Gleichung mit 1/8 * 1/4 = 1/32 (= 0,03125 - da fehlt bei Dir einmal eine 0) multiplizieren.

Um 22 Gramm (= 1/4 Mol) Eisensulfid zu erhalten, muss man also

1/32 * 8 = 1/4 = 0,25 Mol Eisen und

1/32 * 1 = 1/32 = 0,03125 Mol Schwefel

einsetzen.

Jetzt noch mit den jeweiligrn molaren Massen multiplizieren, und fertig ist die Laube ;-)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung

Die Frage, warum reiner Schwefel ausgerechnet 8 Atome in einem Molekül hat, wurde hier übrigens auch schon gestellt und ausführlich beantwortet:

https://www.gutefrage.net/frage/warum-hat-ein-schwefel-molekuel-8-atome

Das ist aber zum einen etwas kompliziert (ich denke, so weit seid Ihr in Chemie noch nicht), zum anderen für diese Aufgabe unwichtig. Da reicht es zu wissen, dass es so ist.

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Rechnen ohne Einheiten ist sinnlos (falsch).

Die Einheit Mol wird klein geschrieben: [n] = 1 mol

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@willi55

Danke für den "freundlichen" Hinweis, ich bitte um Verzeihung und gelobe Besserung ...

ABER:

1. Wie Dir vielleicht aufgefallen ist, habe ich die Stoffberechnung eher in einem Fließtext denn als formale Berechnung dargestellt (da taucht z. B. nirgends ein [n] auf). Hier ist es m. E. durchaus zulässig, auf Einheiten zu verzichten, wenn dies dem Lesefluss und Textverständnis dienlich ist und sie an den entscheidenden Stellen da sind. Die formal korrekte Berechnung incl. Einheiten ist ja im Foto vorhanden, es geht darum, diese verständlich zu machen.

2. Als ich so was zum letzten Mal gemacht habe, im Chemie-Abi vor 35 (!) Jahren, hieß die Einheit "Mol" und wurde in Formeln mit "mol" "abgekürzt" (naja, alle anderen sinnvollen Abkürzungen sind nun mal leider schon für gebräuchlichere Einheiten vergeben ...). In meinem Fließtext habe ich auch die Einheit "Gramm" ausgeschrieben und nicht "g" verwendet, wäre es um Längen gegangen hätte ich auch "Meter" und nicht "m" benützt - die Verwendung des Wortes "Mol" ist hier also nur folgerichtig, das Formelzeichen "mol" wäre in dieser Konstellation falsch.

3. Verflixt, ich habe sowas vor 35 Jahren zum letzten Mal gemacht, da sollten minimale Fehler nicht auf die Goldwaage gelegt werden ...

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@claushilbig

Nur zur Ergänzung deines schon leicht angestaubten Wissens: Das Mol hat die Einheit 1 mol. Das schreibt man klein und ist keine Abkürzung. Es ist natürlich korrekt, wenn man im Fließtext von Mol spricht/schreibt. Wenn es im Fließtext mit einer Zahl davor auftaucht, dann ist Mol natürlich eine Einheit und man schreibt sie klein. Es ist auch nicht sinnvoll Gramm im Fließtext ohne Zahl davor mit "g" abzukürzen. So ist es mit allen Einheiten.

Das ist keine Goldwaage.

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