stöchiometrie

Lösungen

©stu2006/11/20 (last update)

Bei allen folgenden Rechnungen wird das Molvolumen der Gase immer (ohne Rücksicht auf die Temperatur) mit 22,4 Liter angenommen!

1) Aluminium reagiert mit Sauerstoff.

a) Stelle die Formel für Aluminiumoxid auf:

Al: 3 Aussenelektronen, kann drei e^- abgeben, ist also dreiwertig,
O: sechs Aussenelektronen, kann zwei e^- aufnehmen, also zweiwertig ==> Al₂O₃

b) Stelle die Reaktionsgleichung auf:

..4...Al + ...3..O₂ ==> ...2..Al₂O₃

c) Berechne, wieviel Gramm/Liter Sauerstoff zur Oxidation von 216 g Al nötig sind und wieviel Aluminiumoxid dabei entstehen:

4 Al	+	3 O₂	=>	2 Al₂O₃
4 mol = 108 g *	+	3 mol = 3 x 32 g	=>	2 mol = 204 g
8 mol = 216 g	+	6 mol = 6 x 32 g	=>	4 mol = 408 g
		6 mol = 6 x 22,4 L
		= 134,4 Liter

*108 g entsprechen 4 mol, die gefragten 216 g sind also 8 mol. Man braucht auch doppelt soviel O₂ und es entsteht doppelt so viel Aluminiumoxid, wie in der Reaktionsgleichung.

2) Wasser kann durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden.

a) Stelle die Reaktionsgleichung auf.

..2...H₂O ==> ..2..H₂ + .....O₂

b) Berechne wieviel Gramm/Liter Wasserstoff und Sauerstoff bei der Elektrolyse von 108 g Wasser entstehen.

2 H₂O	=>	2 H₂	+	O₂
2 mol = 36 g	=>	2 mol	+	1 mol
6 mol = 108 g	=>	6 mol = 12 g	+	3 mol = 96 g
		6 mol = 6 x 22,4 L		3 mol = 3 x 22,4 L
		= 134,4 Liter		= 67,2 Liter

3) Kalkgestein ist CaCO₃. Beim Kalkbrennen entsteht daraus CaO ("gebrannter Kalk").

a) Stelle die Reaktionsgleichung auf:

CaCO₃ => CaO + CO₂

b) Berechne, wieviel kg CaO beim "Brennen" von 100 kg Kalk entstehen und wieviel Liter Kohlendioxid dabei in die Atmosphäre gelangen.

CaCO₃	=>	CaO	+	CO₂
1 mol = 100 g	=>	1 mol = 56 g	+	1 mol = 44 g
1000 mol = 100 kg*	=>	1000 mol = 56 kg	+	1000 mol = 44 kg
				1000 mol =
* 1 kg = 1000 g				22400 Liter

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?

2 H₂	+	O₂	=>	2 H₂O
2 mol = 4 g	+	1 mol = 32 g	=>	2 mol = 36 g
1 mol = 2 g	+	1/2 mol = 16 g	=>	1 mol = 18 g
6 mol = 12 g*	+	3 mol = 96 g	=>	6 mol = 108 g*

5) Wieviel H₃BO₃ kann man aus 190 g Na₂B₄O₇.10 H₂O herstellen ?

Reaktionsgleichung: Na₂B₄O₇.10 H₂O => 4 H₃BO₃ + ( 2 NaOH + 3 H₂O)

Na₂B₄O₇.10 H₂O	=>	4 H₃BO₃
1 mol = 381,4 g	=>	4 mol = 4 x 61,8 g = 247 g
0,5 mol = 190 g	=>	2 mol = ca. 124 g

6) Ein Treibstoff enthält 0,6 g Schwefel/l. 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 ?

auf 100 km: 5 Liter Treibstoff = 5 x 0,6 g Schwefel= 3 g Schwefel
auf 15000 km : 3 x 15000/100 = 450 g Schwefel

S	+	O₂	=>	SO₂
1 mol = 32 g	+	1 mol = 32 g	=>	1 mol = 64 g
14 mol = 448 g	+	14 mol = 448 g	=>	14 mol = 896 g
				14 mol = 313,6 Liter

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

SO₂ + ½ O₂ => SO₃

H₂O + SO₃ => H₂SO₄

SO₂ + ½ O₂	+	H₂O	=>	H₂SO₄
1 mol				1 mol
14 mol				14 mol = 1372 g

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 Temp. auf das Gasvolumen) ?

2 NaHCO₃	=>	Na₂CO₃	+	H₂O	+	CO₂
2 mol = 106 g						1 mol = 44 g
						1 mol = 22,4 L
0,045 mol =						0,045 mol=1 L
ca. 4,7 Gramm

12) Bei der Verbrennung von PVC (C₂H₃Cl) entsteht Chlorwasserstoff. 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) ?

C₂H₃Cl	+	2,5 O₂	=>	2 CO₂	+	H₂O	+	HCl
1 mol = 62,5 g								1 mol = 36,5 g
15 kg = 240 mol								240 mol = 8,76 kg
								1 mol = 22,4 L
								240 mol = 5376 Liter

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