stöchiometrie

Chemisches Rechnen
	©stu2009/01/06 (last update)

"Gesetz von der Erhaltung der Masse": Bei chemischen Reaktionen bleibt die Masse erhalten.

Masse der Ausgangsstoffe = Masse der Reaktionsprodukte

C und O₂ reagieren zu CO₂:

C	+	O₂	=>	CO₂
1 Atom	+	1 Molekül	=>	1 Molekül
1 mol Atome	+	1 mol Moleküle	=>	1 mol Moleküle
12 g	+	32 g (2 x 16)	=>	44 g ( 12 + 2 x 16)
(fest)		22,4 Liter	=>	22,4 Liter

N₂ und H₂ reagieren zu NH₃:

N₂	+	3 H₂	=>	2 NH₃
1 Molekül	+	3 Moleküle	=>	2 Moleküle
1 mol	+	3 mol	=>	2 mol
28 g (2 x 14)	+	6 g ( 3 x 2 x 1)	=>	34 g (2 x 17)
22,4 Liter	+	67,2 L (3 x 22,4 L)	=>	44,8 L (2 x 22,4 L)

Bei Stoffen, die aus Molekülen aufgebaut sind berechnet man die Molekülmasse ("Molekulargewicht"), bei Ionen-Verbindungen wird mit der Formelmasse gerechnet (man rechnet also mit dem fiktiven "Molekulargewicht" von NaCl, etc.).

Mg und O₂ reagieren zu MgO:

2 Mg	+	O₂	=>	2 MgO
2 Atome	+	1 Molekül	=>	2 x Formelmasse
2 mol	+	1 mol	=>	2 mol
48,6 g (2 x 24,3)	+	32 g (2 x 16)	=>	80,6 g (2 x 40,3)

Übungsbeispiele:

1) Aluminium reagiert mit Sauerstoff.
a) Stelle die Formel für Aluminiumoxid auf.
b) Stelle die Reaktionsgleichung auf.
c) Berechne, wieviel Gramm/Liter Sauerstoff zur Oxidation von 216 g Al nötig sind und wieviel Aluminiumoxid dabei entstehen.

2) Wasser kann durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden.
a) Stelle die Reaktionsgleichung auf.
b) Berechne wieviel Gramm/Liter Wasserstoff und Sauerstoff bei der Elektrolyse von 108 g Wasser entstehen.

3) Kalkgestein ist CaCO₃. Beim Kalkbrennen entsteht daraus CaO ("gebrannter Kalk").
a) Stelle die Reaktionsgleichung auf.
b) Berechne, wieviel kg CaO beim "Brennen" von 100 kg Kalk entstehen und wieviel Liter Kohlendioxid dabei in die Atmosphäre gelangen.

4) a) Wieviel Gramm Wasser entstehen bei der Verbrennung von 2 g H₂?
b) Wieviel Gramm Wasser entstehen bei der Verbrennung von 12 g H₂?

5) Wieviel H₃BO₃ kann man aus 190 g Na₂B₄O₇.10 H₂O herstellen ?
Reaktionsgleichung: Na₂B₄O₇.10 H₂O => 4 H₃BO₃ + .......

6) Ein Treibstoff enthält 0,6 g Schwefel pro Liter. Wieviel g bzw. Liter SO₂ (ist ein Gas) produziert ein PKW mit diesem Treibstoff, wenn er auf 100 km 5 Liter Treibstoff braucht, bei einer jährlichen Kilometerleistung von 15.000 km ?

7) Aus H₂O und SO₂ kann in Gegenwart von Sauerstoff H₂SO₄ entstehen. Wieviel H₂SO₄ kann aus der oben errechneten Menge SO₂ entstehen ?

11) NaHCO₃ zerfällt beim Erhitzen unter Abgabe von CO₂ (Backpulver). Wieviel g NaHCO₃ muss man nehmen, um bei einem Gugelhupf einen Volumszuwachs von 1 Liter zu erreichen (ohne Berücksichtigung des Einflusses der Temperatur auf das Gasvolumen) ?

12) Bei der Verbrennung von PVC (C₂H₃Cl*) entsteht Kohlendioxid, Chlorwasserstoff und Wasser.
Ein PKW enthält ca. 15 kg PVC. Wieviel kg bzw. Liter HCl - Gas entstehen beim Verbrennen eines Autos (in einem Tunnel, oder wenn ein Autowrack direkt eingeschmolzen wird) ?

*Diese Formel gibt das Verhältnis C : H : Cl an.

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