Was sagt die Stoffmenge über die Summenformel aus?
Ich hab (versucht) die Aufgabe a) des Arbeitsblatts zu bearbeiten aber ich verstehe nicht ob es überhaupt stimmt und was mir mein Ergebnis sagt? Heißt 2,1 x 10^23 dass da 2 CO2 gibt?
2 Antworten
So funktioniert das nicht. Du kennst die Massen der Produkte. Daraus berechnest Du über die zugehörigen molaren Massen die entsprechenden Stoffmengen.
n(CO2) = m(CO2)/M(CO2) = 15,4 g/(44 g/mol) = 0,35 mol
n(H2O) = 7,2 g/(18 g/mol) = 0,40 mol
Nun interessieren uns allerdings die Stoffmengen von C und H, also den Bestandteilen des verbrannten Kohlenwasserstoffs. in einem mol CO2 steckt genau ein Mol C, da im Molekül pro CO2 ein Kohlenstoffatom vorhanden ist. Beim Wasser hat es pro Molekül jedoch 2 Wasserstoffe. Daher:
n(C) = n(CO2) = 0,35 mol
n(H) = 2n(H2O) = 0,80 mol
Damit haben wir bereits das richtige Stoffmengenverhältnis von C und H. Die vorläufige Verhältnisformel ist also:
C0,35H0,80
Das lässt man aber nicht so stehen, weil man möglichst ganzzahlige Indices hat. Deshalb suchen wir einen Faktor, der die Indizes ganzzahlig macht. Man kann jetzt zunnächst das Verhältnis der Indices bilden und findet H/C = 0,80/0,35 = 2,286. Das heißt, in dem gesuchten Kohlenwasserstoff ist die Stoffmenge an H um den Faktor 2,286 größere als der von C. Nehmen wir nun die allgemeine Formel für einen gesättigten Kohlenwasserstoff.
CnH2n+2
Damit kann man nun eine Bestimmungsgleichung erstellen.
2n+2 = 2.286n
n = 6,993 also gerundet 7. Damit haben wir den gesuchten Kohlenwasserstoff mit C7H16 (Heptan) gefunden. Und wenn man dazu die molare Masse berechnet, wird man sehen, dass diese 100 g/mol ist.
Ein Kohlenwasserstoff hat allgemein die Summenformel CxHy. Die Aufgabe besteht darin, x und y herauszufinden.
Aus dem Stoffmengenverhältnis von entstehendem CO2 und H2O kannst du erstmal ermitteln, welche relative Summenformel der Kohlenwasserstoff haben muss. Also quasi n*CxHy. Dazu musst dir überlegen, was denn zu was verbrennt: Aus jedem enthaltenen C-Atom wird ein Molekül CO2 und aus zwei enthaltenen H-Atomen wird ein Molekül H2O.
Es war also schonmal sehr richtig, die Zahlen auszurechnen: Es entstehen 2,1*10^23 Moleküle CO2 und 2,4*10^23 Moleküle H2O. Bissl angenehmer ist allerdings, mit Stoffmengen in mol zu rechnen: Es entstehen 0,35 mol CO2 und 0,4 mol H2O.
(Einschub: Heißt 2,1 x 10^23 dass da 2 CO2 gibt? Nein, das ist die absolute Zahl an Teilchen (Molekülen). Übrigens, wenn du von mol auf absolute Zahlen umrechnest, solltest du nicht zweimal "mol" schreiben. 1 mol = 6*10^23... wenn du schreibst: 6*10^23 mol, dann ist das quasi mol².)
In 0,35 mol CO2 sind 0,35 mol C enthalten und in 0,4 mol H2O sind 0,8 mol H enthalten. Also hatte dein Kohlenwasserstoff ein Zahlenverhältnis von 0,35 C zu 0,8 H. Das musst du irgendwie auf ganze Zahlen erweitern, weil es in Summenformeln ja nur ganze Zahlen geben kann. Viel Spaß beim Rechnen, dein Ergebnis ist dann x:y.
Dein Kohlenwasserstoff hat also die relative Summenformel n*(CxHy). Wenn du die molare Masse noch nicht kennst und dich auch nicht an die allgemeine Summenformel für Alkane errinnerst, könnte n auch=3 sein und die endgülltige Summenformel wäre 3*(CxHy)=C(3x)H(3y). Oder n=4 und die endgültige Summenformel wäre 4*(CxHy)=C(4x)H(4y).
Jetzt zur b). Hier bekommst du die molare Masse genannt und kannst n, und damit die endgültige Summenformel ausrechnen.
C hat die molare Masse von 12 g/mol; also hat Cx die molare Masse von.... g/mol. Gleichwohl hat H die molare Masse 1 g/mol und Hy dementsprechend .... g/mol. Zusammen ergibt die Klammer der relativen Summenformel ... g/mol und dann muss n=... sein, um endgültig auf die angegebenn 100 g/mol zu kommen. Diese Teilaufgabe ist also wirklich einfach.
Aber: Sie ist halt auch ein Test, ob du bei der a) richtig gearbeitet hast. Wenn nicht, würdest du nämlich dran scheitern, mit einer ganzzahligen Summenformel auf die 100 g/mol zu kommen (ist mir nämlich vorhin passiert, weshalb ich nochmal nachrechnen musste^^).
Was die Aufgabe c) angeht: Isomere von Alkanen habt ihr sicherlich im Unterricht besprochen. Dein gesuchter Kohlenwasserstoff hat derer 9.
Zur Kontrolle, ob du das richtige Ergebnis hast, klicke hier.
Einmal: Im Internet ist "du". Und es freut mich, wenn ich's so rüberbringen konnte dass du was damit anfangen konntest!
Der entscheidende Punkt ist halt, einen Ansatz zu finden wie man zur Lösung kommt.
Ich hatte bei deiner Frage nicht so wirklich den Eindruck, dass dir klar war wozu du überhaupt diese Rechnungen gemacht hattest. Also was sie dir im Hinblick auf die Lösung bringen. Was mich zu der Frage gebracht hatte: War dir bewusst, dass das Ergebnis nicht "CH" sein wird?
Ich danke Ihnen wirklich sehr ich habs verstanden!! Ich bin froh, dass hauptsache etwas bei der a) ich teilweise richtig gerechnet habe😭😭