Welches Volumen an Chlorwasserstoff kann durch Reaktion mit Schwefelsäure aus 10g Natriumchlorid freigesetzt werden, wenn die Reaktion bei 20°C und einem?
Druck von 99,8 kPa erfolgt ? Ich benötige nur einen kleinen Ansatz. Vielen Dank für eure Hilfe !
3 Antworten
Die Aufgabenstellung sagt schon eindeutig, dass folgende Reaktion abläuft:
Schwefelsäure reagiert mit Natriumchlorid zu Chlorwasserstoff und ... bei 20 °C und einem Druck von 99,8 kPa.
Damit ist gleichzeitig vorgegeben, was noch als Produkt entsteht, weil kein anderes Produkt noch möglich ist. Der Nomenklatur Name von Schwefelsäure ist Dihydrogensulfat. Das bedeutet, dass Schwefelsäure aus zwei Wasserstoff-Kationen besteht und einem Sulfat-Anion. Natriumchlorid besteht aus Natrium-Kation und Chlorid-Anion. Wenn nun Wasserstoff-Kation und Chlorid-Anion zusammenfinden und Chlorwasserstoff entsteht, welches Kation bleibt übrig und reagiert mit welchem Anion?
Chlorwasserstoff ist gasförmig und die Reaktion läuft bei nahezu Standardbedingungen ab. Das bedeutet, dass das Verhalten des Gases sich genügend mit der idealen Gasgleichung beschreiben lässt. Wie diese lautet sollte bekannt sein.
Innerhalb der idealen Gasgleichung sind mehrere Unbekannte, einerseits das Volumen und andererseits die Stoffmenge von deinem Chlorwasserstoff. Um das Volumen zu erhalten, müssen wir also die Stoffmenge innerhalb der idealen Gasgleichung ersetzen oder wenn möglich die Stoffmenge herausfinden.
Um Stoffmengen herauszufinden eignet sich immer besonders die Betrachtung der Reaktionsgleichung. Denn ist die Reaktionsgleichung erst einmal stöchiometrisch ausgeglichen, so ergeben sich eben die Stöchiometriekoeffizienten innerhalb der Reaktionsgleichung. Das sind jene Zahlen, die vor den Verbindungen stehen. Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung ermöglicht es Stoffmengenverhältnisse zwischen den Reaktanden und den Produkten untereinander aufzustellen.
Um nun die Stoffmenge zu bekommen, müssen wir also eine andere Stoffmenge innerhalb der Reaktionsgleichung wissen. Die Verhältnisse zwischen diesen wissen wir durch das Ausgleichen.
Sind Stoffmengen gesucht, liegt es immer nahe die Gleichung zur Berechnung der Molaren Masse zu nehmen. Dabei betrachten wir unser Natriumchlorid, denn dort haben wir Information über die Masse. Die Molare Masse erhält man aus dem Tafelwerk (M = 58,44 g/mol). Nun ist alles gegeben um die Stoffmenge n von Natriumchlorid auszurechnen. Dadurch kommen wir auf die Stoffmenge von Chlorwasserstoff.
Nun kann man alles in der idealen Gasgleichung einsetzen und erhält mit dem Umstellen nach Volumen das entstandene Volumen von Chlorwasserstoff.
Stelle doch mal die Reaktionsgleichung auf dieser chemischen Reaktion. Gleiche diese dann mal bitte stöchiometrisch aus. Hast du dies getan, hast du damit eine Relation aufgestellt zwischen die Stoffmenge von deinem Natriumchlorid und die Stoffmenge vom Chlorwasserstoff.
Das z.B. die Stoffmenge vom Chlorwasserstoff die 5-fache von der des Natriumchlorids (Beispiel, stimmt hier nicht). Und schon müsstest du deine Stoffmenge nur mit 5 multiplizierten und voilá: Man habe ein Ergebnis.
Achso, gut. Dann möge vielleicht auf meine Erklärung ein wenig zu hochgegriffen sein. Wenn Fragen bestehen, kannst du natürlich fragen.
Du hast damit die Reaktionsgleichung stöchiometrisch richtig ausgeglichen. Und damit hast du auch die Information, dass bei der Reaktion die gleiche Stoffmenge an Natriumchlorid verbraucht wird, wie auf der Produktseite an Chlorwasserstoff produziert wird.
Diese Information erhälst du daraus, indem du eben die Stöchiometriekoeffzienten vergleichst:
Natriumchlorid hat einen von 2, Chlorwasserstoff hat auch einen von 2. Wäre es so, dass Natriumchlorid einen Stöchiometriekoeffizienten von 5 hätte und Chlorwasserstoff von 3, dann würde 3/5 der Stoffmenge von Natriumchlorid an Chlorwasserstoff entstehen.
Du liegst damit richtig.
Ihr hattet "das mit der Stöchiometrie" noch nicht und sollt diese Aufgabe lösen? Hast du in letzter Zeit mal gefehlt? Ohne "das mit der Stöchiometrie" kann man die Aufgabe nicht lösen.
Nein, wir sollten das auch noch nicht machen, aber ich möchte so schnell es geht 15 Punkte in Chemie holen, damit ich eine Absicherung habe und wenn ich das dann vortragen würde, könnte sich mein Lehrer möglicherweise dazu entscheiden.
Du bist in der Oberstufe und ihr hattet das noch nicht. Meine Güte, Chemieunterricht heutzutage. Ist ja nicht dein Fehler, wundert mich aber doch sehr.
Es geht hier also um die Reaktion von Schwefelsäure (H2SO4) mit Natriumchlorid (NaCl).
1. Reaktionsgleichung aufstellen (Säure-Base-Reaktion)
H2SO4 + 2 NaCl -> Na2SO4 + 2 HCl
H2SO4 ist eine stärkere Säure als HCl, d.h. sie gibt eher ihre Protonen ab. D.h die Reaktion läuft so ab, wenn eine stärkere Säure auf ein Salz der schwächeren Säure trifft:
Stärkere Säure (hier H2SO4) plus Salz der schwächeren Säure (hier NaCl) reagiert zu Salz der stärkeren Säure (hier Na2SO4) plus schwächere Säure (hier HCl).
(So war es ja auch bei der anderen Frage mit dem Carbonat, da HCl eine stärkere Säure als H2CO3 ist.)
Du musst hier ja noch bedenken, dass das Sulfat-Anion zweifach negativ geladen ist, ein Natriumion nur einfach positiv bzw. dass die H2SO4 zwei Protonen abgibt, ein Cl (einfach negativ) aber nur eines Aufnehmen kann, daher kommt die 2 in der Reaktionsgleichung.
Du siehst hier, dass genausoviel mol HCl entstehen (Stoffmenge) wie vorher NaCl da war (vor beiden steht dieselbe Zahl, 2).
Wobei, und das meinte auch Christianwarweg in seiner Antwort: Hier kann man es direkt sehen:
Du hast eine gewisse Menge NaCl, du kennst die Stoffmenge (also die Anzahl an Teilchen). Pro "Teilchen" NaCl ist ja ein Teilchen Cl enthalten. Die Teilchenanzahl/ Stoffmenge Cl ist also dieselbe wie die "Teilchenanzahl" NaCl.
Aus dem NaCl soll Chlorwasserstoff (HCl) freigesetzt werden. Durch die anderen Reaktionsparnter kommt kein weiteres Cl dazu. Ein Teilchen Chlorwasserstoff (HCl) enthält auch ein Teilchen Cl. Daher ist direkt klar, dass die Stoffmenge NaCl der vom entstandenen HCl entsprechen muss.
In x mol NaCl sind x mol Cl enthalten, es lassen sich daraus x mol HCl gewinnen.
2. 10g NaCl, über die Molare Masse die Stoffmenge ausrechnen, diese Stoffmenge ist eben auch die des entstandenen gasförmigen HCl.
3. Über die Stoffmenge das Gasvolumen ausrechnen. Bei Standardbedingungen (1 bar, 0°C) könnte man genauso wie bei der anderen Frage das Molvolumen 22,7L verwenden. Hier liegen aber keine Standardbedingungen vor, sondern 20°C (293,15 K) und 99800 Pa.
Also muss man es über die ideale Gasgleichung berechnen (dass wir ideales Gasverhalten annehmen können, kann man hier voraussetzen).
Sie lautet p*V = n*R*T; umgestellt nach V: V = n*R*T/p
R ist dabei die Gaskonstante (Wert nachschlagen).
Du kannst entweder für die gegebenen Werte für Temperatur und Druck das Molvolumen ausrechnen (dann für n=1mol einsetzen), dann weißt du "1mol entspricht soviel Liter bei diesem p und T" und mit diesem Wert ähnlich wie bei der anderen Aufgabe das Volumen mit der bekannten Stoffmenge ausrechnen.
Oder du setzt direkt die berechnete Stoffmenge mit den angegebenen Werten für Druck und Temperatur in die Gasgleichung ein und hast direkt das Volumen.
Wieviel Mol Cl(!) sind in 10 g NaCl enthalten. Wie viel Mol HCl können daraus werden?
Molvolumen von HCl nachschauen, evtl. über pV = nRT auf 20°C und 99,8kPa umrechnen.
Das verstehe ich nicht ganz recht..." Wie viel Mol HCl können daraus werden? "
Tut mir leid, du wolltest nur einen Ansatz, daher habe ich das kutz gehalten. Die Antwort von Matz84 sollte dir aber weiterhelfen, denke ich.
Bei der Stoffmenge von Natriumchlorid bin ich auf 0,171 mol gekommen aber wie komme ich jetzt auf die von Chlorwasserstoff ?