Berechnung der Massenanteile?
Hallo,
ich brächte Hilfe bei der Berechnung der Massenanteile einer Probe.
Die Aufgabe lautet: Berechne die Massenanteile von CaMg2Cl6, Mg2Cl2 und NaCl in der Probe.
Es geht darum das 2,022g des oben genannten Gemisches so lange erhitzt wurde bis das Kristallwasser verdampft ist und sie nur noch 1,316g wog (Differenz: 0,76g). Danach wurde sie in 100ml destilliertem Wasser aufgelöst und von diesem 20ml Probelösung entnommen um die Cl- und Erdalkalimetallionen (ca2+?) zu bestimmen. Für Cl- wurde dann mit etwa 50,05ml AgNO3 Lösung titriet (c=0,1 mol/L), daraus habe ich für Cl- die Stoffmenge 5,005x10^-3 mol pro 20ml und hochgerechnet auf 100ml 0,025mol. Das habe ich dann in g umgerechnet und es kommt 0,886g Cl für die ganze Probe heraus (wenn das nicht stimmt bitte korrigieren, bin mir aber fast sicher dass dieser Teil stimmt).
Für Na2+ wird mit etwa 37,1 ml Na2H2EDTA Lösung titriert (c= 0,05mol/L), daraus habe ich dann die Stoffmenge 1,855molx10^-3 auf 20 ml und auf 100ml hochgerechnet 9,275molx10^-3, in g umgerechnet ist das 0,372g für die Probe.
Ich habe dann versucht den Massenanteil von Ca in CaMg2Cl6 auszurechnen und kam zu 13,3%. Jetzt kommt aber das Problem wenn 0,372g 13,3% des gesamten CaMg2Cl6 entspricht, müsste das gesamte CaMg2Cl6 etwa 2,8g wiegen, was ja schon größer ist als die Probe (1,316g) an sich. Es gibt auch kein anderes Salz dass Ca enthält also es muss ausschließlich zum CaMg2Cl6 gehören. (Vielleicht irgendein Rechenfehler den ich nicht gefunden habe)
Ich habe es auch versucht über das verdampfte Kristallwasser auszurechnen, aber habe gemerkt dass das nur geht wenn ich annehme dass CaMg2Cl6 und MgCl3 (nur diese enthalten Wasser) im gleichen Verhältnis vorliegen, was ja wahrscheinlich nicht der Fall ist.
Ich habe mir auch noch einen anderen Ansatz überlegt und zwar dass ich es über MgCl2 ausrechnen aber mir ist noch kein Weg eingefallen wie ich auf die Stoffmenge von Mg kommen könnte.
Ich bin nicht so geübt in dem Thema kann also sein dass es komplett falsch ist, also wenn sich jemand in dem Gebiet auskennt, freue ich mich über Antworten.
Lg Maria
1 Antwort
Du kannst alles über die Massenanteile berechnen.
Hierbei kann ich dir sehr die App „Chemie“ empfehlen, dort hast du einen Molare-Masse-Rechner, der dir auch direkt die Massenanteile angibt.
Grundsätzlich rechnest du diese aber immer mit
Anteil=((Molare Masse Element)*Anzahl Element)/Gesamt Molare Masse Molekül aus
So jetzt hast du die einzelnen Massenanteile von Tachyhydrit, ist ja auch schonmal eine Aufgabe (Kleiner Tipp: Anteil des Ca liegt nicht bei 13%, das ist zu hoch)
Mit Hilfe der Titrationswerte rechnest du jetzt die Menge an Chlorid- und Erdalkli-Ionen (Ca UND Mg) aus.
Und jetzt kommen wir zum Vergleichen.
Es ist empfehlenswert, erst sich die Erdalkaliionen anzuschauen, da hier nur Bischofit von Bedeutung ist. Du berechnest nun die einzeln die Stoffmenge (n=m/M) von Ca und Mg, die sich in 1,316 g der Probe befinden würden, addierst diese und hast nun die Stoffmenge an Erdalkaliionen in dieser Probe, würde sie aus reinem Tachyhydrit bestehen. Nun ziehst du diesen Wert von der Stoffmenge deiner Probe ab. Die Differenz zeigt die Verunreinigung, in diesem Fall ALLEIN VON Bischofit, in Halit ist kein Erdalkalimetall enthalten. Mit der Stoffmenge kannst du wiederum die Masse von Chloridionen und mit den Masseanteilen von Bischofit auch die Masse von dem verunreinigenden Bischofit ermitteln.
Bei Chloridionen machst du genau das selbe. Stoffmenge von Chloridionen in einer „reinem“ Probe berechnen und Differenz zwischen diesem Wert und der Probe bestimmen. Nun musst du nur noch den Bischofit-Chlor-Anteil abziehen und der Rest gehört zum Halit.
Ist anfangs wirklich eine sehr schwierige Aufgabe, aber es hilft, auf die vorherigen Aufgaben aufzugreifen. Dir noch viel Erfolg bei der Chemieolympiade, du schaffst das!:) Falls irgendwas unverständlich oder zu ungenau erläutert ist, gerne nachfragen.
Ich habe dein Vorgehen soweit verfolgt und ich kam zu den nächsten Massen
Masse von Tachyhydrit ohne Wasser beträgt 0,758g
Masse von Bischofit ohne Wasser beträgt 0,161g
Masse von Halit beträgt 0,397g
Addiert man diese Massen zusammen, so sieht man dass dessen Summe 1,316 ist.
Zu diesen Massen bin ich durch die Berechnung der Massen der einzelnen Ionen gekommen. Für die Berechnung der Stoffmenge benutzte ich diese Formel:
(n*mg)/Mg
wo "n" die Anzahl des einzelnen Elementes in der Verbindung, "mg" die Masse von 1,316g und "Mg" die molare Masse des vollständigen Tachyhydrits von etwa 517,42g/mol darstellen. Erweitert man die obige Formel zusätzlich um die Multiplikation mit der molaren Masse des Elementes (Me) so kommt man auf die Masse dieses Elementes in der Probe.
(n*mg*Me)/Mg
Die erhaltene Stofmengen nutzte ich auch um die Stoffmengen von im Halit und Bischofit enthaltenen Ionen zu berechnen. Dieses erfolgte durch das von dir beschriebene Abziehen der berechneten Stoffmengen von reinem Tachyhydrit von den Stoffmengen die man durch die Titration erhalten hat.
So war ich in der Lage die Masse von Na Ionen zu berechnen, um dadurch an die Stoffmenge der in Halit enthaltenen Cl Ionen zu kommen. Mit den einzelnen Stoffmengen und molaren Massen kam ich zu den drei oben genannten Massen der Kristalen in der wasserlosen Probe.
Um die Reinheit dennoch überprüfen zu können muss man die Anteile des Wasser berechnen die jeweils Tachyhydrit und Bischofit gehören. An diesere Stelle war ich mir nicht mehr so sicher wie man fortfahren soll. Ich habe versucht den Anteil an von Tachyhydrit stammenden Wasser über die nächste Formel zu ermitteln:
(n*mgw*Mw)Mg
wo "n" wiederum die Anzahl an im Kristall enthaltenen Wassermolekülen, "mgw" die Masse des Wassers von 0,706g und Mw die molare Masse des Wassers von 18g/mol darstellen. Das Ergebnis von 0,295g habe ich von ursprünglichen 0,706g abgezogen und an 0,411g gekommen.
Die enthaltene Wassermassen addierte ich an die Massen von Tachyhydrit und Bischofit und das sind die endlichen Massen der drei Kristallen in der Probe von 2,022g:
Tachyhydrit 1,053g
Bischofit 0,572g
Halit 0,397g
Zusammen kommt man tatsächlich an 2,022g. Tachyhydrit macht allerdings dieser Berechnung nach nur etwa 52,1%. Die Frage bleibt offen ob mein Rechenweg auch richtig ist und ob diese von mir erhaltene Reinheit tatsächlich nur 52% beträgt.
Mit Hilfe der Titrationswerte rechnest du jetzt die Menge an Chlorid- und Erdalkli-Ionen (Ca UND Mg) aus.
Wie rechnet man denn das aus?