[Chemie] Menge von Fluor bestimmen?
Guten Nachmittag,
folgende Aufgabe verstehe ich leider noch nicht wirklich.
Ich freue mich sehr über eure Erklärungen, damit ich es endlich perfekt verstehe.
Aufgabe 3
a) Welche Menge Fluor (in g) nimmt bei Normbedingungen ein Volumen von 6 Litern ein?
b) Erkläre den Ablauf der Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff nach Daltons Atomtheorie.
c) Gib das Enthalpiediagramm (mit Fachwörtern) für b) an.
Anbei meine gelöste Aufgabe a) durch eure Hilfe:
1 Antwort
Moin,
zu a)
unter normalen Bedingungen nimmt ein Mol eines Gases 22,4 L ein. Damit kannst du schon einmal die Mol-Menge von 6 L Fluor-Gas bestimmen:
1 Mol ≙ 22,4 L
x Mol ≙ 6,0 L
1 Mol ÷ 22,4 L = x Mol ÷ 6,0 L
1 Mol • 6,0 L ÷ 22,4 L = x Mol
0,27 Mol = x Mol
Und dann kannst du über die Beziehung
m [g] = n [mol] • M [g/mol]
die Masse des Fluors berechnen:
m [g] = 0,27 mol • 38 g/mol
m [g] = 10,26 g
Antwort:
Die Masse von Fluor-Gas, das unter normalen Bedingungen ein Volumen von 6 Litern einnimmt, beträgt etwa 10,26 g.
Zu b)
Magnesium ist ein Metall, das sich aus einzelnen Magnesium-Atomen zusammen setzt. Sauerstoff ist ein Nichtmetall, dessen kleinste Teilchen zwar zweiatomige Minimoleküle sind, aber das wusste man zu der Zeit, als Dalton seine Atomhypothese aufstellte, noch nicht. Daher hätte Dalton (fälschlicherweise) auch beim Sauerstoff angenommen, dass dieser aus einzelnen Atomen bestehen würde.
Und dann hätte Dalton das so beschrieben: Eine Stoffportion aus x Atomen Magnesium und x Atomen Sauerstoff verbindet sich zu x Atomgruppen Magnesiumoxid.
Über das »Gesetz der Erhaltung der Masse« (Lavoisier, 1789) und das »Gesetz der konstanten Proportionen« (Proust, 1797) hätte er zum Beispiel belegt, dass
16 g Sauerstoff mit 24 g Magnesium zu 40 g Magnesiumoxid reagieren würden (also die Massen der beiden Reaktanden stets im Verhältnis 60% Mg : 40% O stehen).
Welcher Art die Bindungen sind (Ionenbindung), wie sie entstehen (Ionenbildung durch Elektronenübergaben) oder warum sich die beiden Elemente überhaupt miteinander verbinden, davon hatte der gute Dalton keine Ahnung.
Zu c)
Das Energiediagramm einer exothermen Reaktion eben...
Die Flamme eines brennenden Stücks Magnesium setzt enorm viel Energie frei (stark exotherme Reaktion). Die Flamme ist zwischen 2.400 und 3.000 Grad Celsius heiß und gleißend-grell (Weißglut; starke Abgabe von Licht).
LG von der Waterkant
Vielen lieben Dank für deine ausführliche Antwort, dazu habe ich später vielleicht noch ein paar Fragen, falls du (eher morgen) Lust und Zeit hast, sie zu beantworten. Grüße zur Nordseeküste(?), einen guten Rutsch ins neue Jahr und viel Glück, Erfolg und Gesundheit! 🍀
Ja und ja.
Jein. Wir würden es heute so ausdrücken:
Eine Stoffportion von 2x Atomen Magnesium und x Sauerstoffminimolekülen verbinden sich zu 2x Magnesiumoxid-Formeleinheiten.
Nicht unbedingt, aber ich glaube, dass Dalton es im Zusammenhang mit seiner Atomhypothese erwähnt hätte (um seine Erklärung zu unterstützen)...
Wenn ihr die Ionenbindung noch nicht hattet, dann musst du sie auch nicht kennen. Wie Dalton. Er kannte sie zu Lebzeiten auch nicht.
Guten Abend DedeM,
vielen Dank nochmals für deine perfekte Hilfe bei Chemie! 🤩
Wenn du Mathe auch so gut kannst und Lust und Zeit hast, mir bei einer kleinen Aufgabe zu Wahrscheinlichkeiten weiterzuhelfen, dann ließ dir sehr gerne den folgenden Text durch:
Ich benötige dringend Hilfe bei einer Mathe-Aufgabe zu Wahrscheinlichkeiten. Ich habe in der Ergänzung der Frage (andere Frage, siehe Link unten) den Rechenweg mit Ergebnis meines Lehrers gepostet und oben in der Frage befindet sich meine Berechnung. Die Antwortgeber und auch ich kommen auf ein anderes Ergebnis als mein Lehrer. Ich verstehe den Rechenweg meines Lehrers leider nicht. Es würde mir unglaublich viel helfen, wenn du dir die Frage ansehen würdest und mir erklären würdest, wie mein Lehrer das berechnet hat und ob meine Rechnung oder die Rechnung meines Lehrers richtig ist.
Hier gelangst du zur Frage:
https://www.gutefrage.net/frage/mathe-stochastik---aufgabe-mit-gluecksrad-richtig
Liebe Grüße
maennlich2002
zu a)
unter normalen Bedingungen nimmt ein Mol eines Gases 22,4 L ein. Damit kannst du schon einmal die Mol-Menge von 6 L Fluor-Gas bestimmen:
Ist das bei jedem Gas so, dass unter normalen Bedingungen ein Mol eines Gases 22,4 L einnimmt? Falls ja, wieso ist das der Fall? Was sollte man über „Mol“ wissen?
Jein... Die 22,414 L gelten für ein sogenanntes „ideales Gas”. Bei realen Gasen ist der genaue Wert tatsächlich stoffabhängig. Aber auch für reale Gase liegt das unter Normalbedingungen stets um 22,4 L. Deshalb habe ich mit diesem Wert gerechnet.
Das ist so, weil bei vorgegebenem Druck, vorgegebener Temperatur und vorgegebener Teilchenzahl das Gas ein gleiches Volumen einnimmt. Oder anders gesagt: In gleichen Volumina (bei konstantem Druck und konstanter Temperatur) haben gleich viele Teilchen eines Gases Platz.
Wenn dich das genauer interessiert:
https://www.chemie.de/lexikon/Molares_Volumen.html
Über das Mol solltest du wissen, dass dies die Einheit einer Stoffmenge ist. Es gibt letztlich an, wie viele Teilchen in der Stoffportion enthalten sind. Die „Teilchen” können dabei alles Mögliche sein, zum Beispiel Autos, Menschen, Eier, ..., aber in der Chemie geht es in der Regel um Atome, Ionen, Moleküle, Elektronen usw.
Dabei gilt, dass 1 mol von irgend etwas stets 6,022 • 1023 Teilchen umfasst. Es ist also eine festgelegte Zahl, etwa wie ein Dutzend stets 12 Stück meint.
Wichtige Zusammenhänge (rund ums Mol) sind
Teilchenanzahl N: N = NA • n
oder
Masse m (einer Stoffmenge n): m = n • M
oder
Molares Volumen: Vm = V ÷ n
LG von der Waterkant
Vielen lieben Dank für diese wunderbare und sehr hilfreiche Antwort auf meinen Kommentar. 🤩
Wie berechnet man eigentlich den Wert von 22,4 Litern? Wie kommt man darauf? Sollte man das auswendig wissen?
die Masse des Fluors berechnen:
m [g] = 0,27 mol • 38 g/mol
Woher kommat du auf 38 g/mol? Fluor hat doch im Periodensystem der Elemente 19,00 u und das ist doch das gleiche wie 19,00 g/mol, oder? Vielleicht kannst du mir ja meinen Denkfehler erklären.
Ja, ein Fluor-ATOM hat die Masse von 19 u, aber die kleinsten Teilchen von Fluor-Gas sind keine einzelnen Atome, sondern zweiatomige Minimoleküle (F2). In einem solchen kleinsten Teilchen von Fluor-Gas sind also stets zwei Atome vorhanden. Daher sind es auch (2 • 19 =) 38 u bzw. 38 g/mol...
Ahh, dann weiß ich Bescheid. Habe mir gerade auf YouTube nochmal ein Video angesehen und dort wurde gesagt, dass man bei
HONClBrIF immer *2 braucht. Also:
H2, O2, Cl2, Br2, I2, F2.
Das wurde so rübergebracht, dass der Onkel (Chemiker) von Jan, Jan einen Brief geschickt hat und da hat er das so geschrieben.
So kann ich es mir jetzt endlich gut merken und habe etwas wichtiges dazugelernt.
-> Zwei Fragen habe ich noch:
Im Video wurden zwei Reaktionsgleichungen genannt, eine falsche und eine richtige.
- falsch: 2H + O —> H20
- richtig: 2H2 + O2 —> 2H2O
Das erste ist falsch, da O nur als zweiatomiges Minimolekül vorkommen kann.
- Wie geht man da vor, um die richtige Reaktionsgleichung zu finden, wie sie unten steht? Woher weiß man, wo man etwas, wie die „2“, davor schreiben kann, damit die Reaktionsgleichung richtig ist?
- Steht eine 2 in einer Reaktionsgleichung vor mehreren Elementen, dann bezieht sich die 2 immer auf die ganzen Elemente, man betrachtet es also so, als wenn die Elemente nach der 2 in einer Klammer stehen würden, richtig? Beispiel: 2H2O = 2(H2O).
Ich bin zurzeit stark erkältet, so dass ich nicht die Kraft habe, dir deine erste Frage zu beantworten (dauert zu lange). Das habe ich hier im Forum schon sehr oft erklärt (Aufstellen eines Reaktionsschemas). Musst du mal suchen...
Und ja, ein Faktor (Zahl vor einer Formel) bezieht sich stets auf alle Elementsymbole (plus Indices) in der Formel. Ein Index (das ist die tiefgestellte Zahl hinter einem Elementsymbol oder einer Klammer) bezieht sich dagegen ausschließlich auf das direkt vor ihm Stehende.
Beispiele:
2 Na2SO4
heißt 2 (Faktor) x 2 (Index) Na (= 4 Na)
2 (Faktor) S (= 2 S)
2 (Faktor) x 4 (Index) O (= 8 O).
3 Ca(NO3)2
heißt 3 (Faktor) Ca (= 3 Ca)
3 (Faktor) x 2 (Index hinter der Klammer) N (= 6 N)
3 (Faktor) x 3 (Index am O) x 2 (Index hinter der Klammer) O (= 18 O)
LG von der Waterkant
Vielen lieben Dank! Wünsche dir eine gute Besserung! 🍀
Eine kleine Frage habe ich noch, die hoffentlich ganz schnell zu beantworten ist, falls du dazu noch die Lust, Kraft und Zeit findest:
Man sagt ja, dass H,O,N,Cl,Br,I,F ja in der Natur nur 2-atomig vorkommen und daher hast du ja auch in deiner Antwort 19 * 2 = 38 gerechnet, bezüglich dem Fluor.
In einem YouTube-Video habe ich gerade gehört, dass man auch in Reaktionsgleichungen stets die Elemente in Molekülform schreibt.
Bedeutet dass, dass immer nach H,O,N,Cl,Br,I,F eine tiefgestellte 2 stehen muss?
Wieso ist das hier (Auszug aus dem YouTube-Video) nicht so:
2 H2 + O2 —> 2 H2 O
Nach dem Pfeil steht auf der rechten Seite keine tiefgestellte 2 hinter dem O. Das verwirrt mich sehr.
Du musst zwischen dem Element und einer Verbindung unterscheiden! In einem Element gibt es immer nur eine Atomsorte (Na, S, O, F...). Sofern kein anderes Elementsymbol ins Spiel kommt, handelt es sich dann um ein Element. Und bei Elementen treten H, N, O, F, Cl, Br und I eben als zweiatomige Minimoleküle auf.
In einer Verbindung (also wenn verschiedene Elementsymbole nebeneinander in der Formel vorkommen), dann können die Symbole in unterschiedlichen Häufigkeiten vertreten sein.
Beispiel (für Sauerstoff-Verbindungen):
Wasser: H2O (1 x O)
Kohlenstoffdioxid: CO2 (2 x O)
Natriumnitrat: NaNO3 (3 x O)
Kaliumpermanganat: KMnO4 (4 x O)0
Vanadiumpentoxid: V2O5 (5 x O)
Glukose: C6H12O6 (6 x O)
Kaliumdichromat: K2Cr2O7 (7 x O)
Octanoctanol: C8H18O8 (8 x O)
Natriumglucose-6-phosphat: NaC6H11PO9 (9 x O)
Phosphorpentoxid: P4O10 (10 x O)
usw.
Wie gesagt, schön zwischen Element und Verbindung unterscheiden!
LG von der Waterkant
Das ist eine so sehr hilfreiche Erklärung! 🤩
So habe ich es verstanden / Möchte mir sichergehen, ob ich es richtig verstanden habe:
Normalerweise stehen links, also vor dem Reaktionspfeil, ja immer die einzelnen Elemente, oder? Und rechts neben dem Reaktionspfeil die Verbindung, die daraus entstanden ist, oder?
Und bei den Elementen, die ja immer einzeln stehen, muss immer beachtet werden, dass nach H,O,N,Cl,Br,I,F eine tiefgestellte 2 stehen muss, da sie ja in der Natur nur 2-atomig vorkommen.
Bei Verbindungen hingegen gibt es diese Regel nicht.
Ja, im Grunde schon. Aber es müssen anfänglich nicht immer Elemente miteinander reagieren. Es können auch Verbindungen sein, weshalb deine Einleitung mit »Normalerweise stehen links ... ja immer die einzelnen Elemente...« nur für solche Fälle gelten.
Außerdem können auch Elemente bei einer Reaktion freigesetzt werden, so dass diese dann auf der rechten Seite des Reaktionspfeils stehen würden.
Beispiel:
Magnesium reagiert mit Schwefelsäure zu Magnesiumsulfat und Wasserstoff.
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Aber der Rest stimmt...
LG von der Waterkant
Vielen lieben Dank! Davon erstelle ich mir jetzt eine Karteikarte, damit ich es mir gut merken kann 🙏
Guten Mittag, falls du später Lust hast, kannst du dir sehr gerne meine neueste Frage ansehen, wenn du magst. Dort geht es um das Rechnen mit Mol. Also mit der Formel M = m/n. Die Berechnungen beherrsche ich bis jetzt nur bei Elementen aber noch nicht bei Verbindungen. Dort habe ich folgende Frage gestellt: „Wie viel Mol sind 63 g Wasser?“. Hier gelangst du zur Frage: https://www.gutefrage.net/frage/wie-viel-mol-sind-63-g-wasser
Liebe Grüße
Ich habe noch ein paar Fragen zu deiner Antwort zur Aufgabe b) (Erkläre den Ablauf der Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff nach Daltons Atomtheorie).
Fragen:
Magnesium hätte Dalton ja richtig gedeutet, oder? Nur bei Sauerstoff hätte er gesagt, dass es aus einem Atom besteht und nicht, wie wir heute wissen, aus zweiatomigen Minimolekülen, richtig?
Ist das auch noch nach heutigem Wissen so?
Gehört das auch zur Antwort, da ja nur gefragt wurde, dass man den Ablauf der Reaktion nach Daltons Atomtheorie erklären muss? Also muss hier auch das >>Gesetz der Erhaltung der Masse<< genannt werden?
Von Bindungen wie >>Ionenbindung<< oder >>Ionenbildung durch Elektronenübergaben<< habe ich nich nie etwas gehört, aber das müssen wir bestimmt dann auch nicht wissen.