Lösungen: Übungsaufgaben zum Mol, Molvolumen und dem Stoffumsatz
1. M(H2CO3) = 62.0 g/mol, M(PbS) = 239.3 g/mol, M(H2SO4) = 98.1 g/mol, M(Fe2O3) = 159.7 g/mol
2. M(Ar) = 39.9 g/mol
60 g / 39.9 g/mol = 1.50 mol
3. M(NaCl) = 58.5 g/mol wenn 1 mol = 58.5 g sind, dann entsprechen 17.09 mol 1000 g.
4. M(H2SO4) = 98.1 g/mol n = 196.2 g / 98.1 g/mol = 2 mol
Es hat also 2 mol H2SO4-Moleküle drin. Da jedes Molekül ein Schwefelatom enthält, muss es auch 2 mol S-Atome haben.
M(S) = 32.1 g/mol 2 mol entsprechen also 64.2 g Schwefel.
5. M(H2CO3) = 62.0 g/mol 0.392 g/L / 62.9 g/mol · 0.3 L = 0.00190 mol
6. a.) 1 mol Gas hat bei Normalbedingungen das Volumen 24 L 20 L = 0.833 mol SO2- Gas M(SO2)= 64.2 g/mol 0.833 mol · 64.2 g/mol = 53 g
b.) V bei 293 K = 24 L bei dreifacher Temperatur V = 61,4 L (wenn p= konstant) 7. M(Cl2) = 71.0 g/mol n=750'000 g / 71.0 g/mol = 10'563 mol 253'521 L = 253 m3 8. 24 L / 6.022·1023 = 3.99 · 10-23 L = 3.99 · 10-17 mm3
9. Stickstoff liegt als N2 vor (HNOFClBrI), also ist die molare Masse 28.0 g/mol, während Si auf 28.09 g/mol kommt. 5g enthalten deshalb 0.179 mol N2 aber nur 0.178 g Silizium.
0.179 g /0.178 g = 1.0056 Es hat 0.56% mehr Stickstoff-Teilchen.
10. a.) M(Fe2O3)=159.6 g/mol
1'000'000g / 159.6 g/mol = 6'266 mol
Also 2·6'266 mol = 12'532 mol Eisen-Atome 12'532 mol · 55.6 g/mol = 696'742 g = 696 kg
b.) 696kg/1000kg = 0.696
1000 kg / 0.696 = 1'435 kg = 1.44 t
c.) 3·6'266 mol = 18’798 mol Sauerstoff-Atome (O) 18’798 mol / 2 = 9’399 mol elementarer Sauerstoff (O2)
11. M(Fe2S3) = 207.9 g/mol 70g / (207.9 g/mol) = 0.337 mol Reaktionsgleichung (=RG): 16 Fe + 3 S8 8 Fe2S3
Wenn nun also 0.337 mol Eisensulfid hergestellt werden sollen, braucht es gemäss RG 16/8, das heisst doppelt so viele Fe-Atome, also 0.674 mol = 37.6 g.
Vom S8 braucht es entsprechend 3/8 = 0.126 mol = 32.4 g) 12. aus der vorherigen Aufgabe folgt: 40 g / 37.6 g · 70 g = 74.5 g
13. Reaktionsgleichung (=RG): 16 Fe + 3 S8 8 Fe2S3 Es reagieren also jeweils: 16 mol Fe + 3 mol S8 8 mol Fe2S3 In Gramm heisst das: 892.8 g Fe + 770.4 g S8 1663.2 g Fe2S3 a.) Es braucht mehr Eisen, also ist Schwefel im Überschuss vorhanden
b.) 8 g/892.8 g · 770.4 g = 6.90 g S8 werden verbraucht, 1.1 g bleiben also übrig.
14. RG: C + O2 CO2
1 mol C = 12 g; pro C braucht es 1 O2, also ebenfalls 1 mol. M(O2) = 32 g/mol, also 32 g
15. a.) 10 L / (24 L/mol) = 0.417 mol; 0.417 mol · 32 g/mol = 13.3 g b.) 10 L / (24 L/mol) = 0.417 mol; 0.417 mol · 4 g/mol = 1.67 g c.) 10’000 L / (24 L/mol) = 417 mol; 417 mol · 44 g/mol = 18'348 g
16. a.) 100 g / 32 g/mol = 3.125 mol; 3.125 mol · 24 L/mol = 75 L b.) 50 g / 2 g/mol = 25 mol; 25 mol · 24 L/mol =600 L
c.) 30 g / 20.2 g/mol = 1.49 mol · 24 L/mol = 35.64 L
17. Reaktionsgleichung: 2 Ag2O 4 Ag + O2
d.h. 2 mol Ag2O 4 mol Ag + 1 mol O2 (Stoffmengenverhältnis) somit: 464 g Ag2O 428 g Ag + 32 g O2 (Massenverhältnis) 20 g / 32 g/mol = 0.625 mol 0.625 mol · 232 g/mol = 145 g
18. m (H2O) = 30 g; M (H2O) = 18 g/mol 30 g / 18 g/mol = 1,67 mol
19. RG: 2 Mg + O2 2 MgO
d.h. 2 mol Mg + 1 mol O2 2 mol MgO (Stoffmengenverhältnis) 48 g Mg + 32 g O2 80 g MgO (Gewichtsmassenverhältnis) n (Mg) = 0,625 mol
Stoffmengenverhältnis: 2 mol Magnesium reagieren immer mit 1 mol Sauerstoff Also nur halb so viele Mol wie Mg: 0,3125 mol O2 · 24 L/mol = 7.5 L
20. a.) 2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O
b.) m (Butan) = 250 g; M (Butan) = 58 g/mol; 4,31 mol 4,31 mol · 6,022·1023 = 2,60.1024 Moleküle
c.) Aus der Gleichung folgt, dass aus 2 mol Butan immer jeweils 8 mol Kohlenstoffdioxid entstehen, also jeweils die 4-fache Teilchenmenge. In der Kartusche befinden sich 4,31 mol Butan, daraus können also 17,24 mol Kohlenstoffdioxid gebildet werden.
d.) 1 mol entspricht 24 L, d.h. 414 L Kohlenstoffdioxid
e.) C4H10 : H2O = 1 : 5; In der Kartusche befinden sich 4,31mol Butan, also entstehen daraus 21,55 mol Wasser. M(H2O) = 18 g/mol m (H2O) = 387,9 g Wasser
21. 2 HgO 2 Hg + O2
m(HgO) = 200.6 g/mol 0.249 mol HgO 0.125 mol O2 0.125 mol · 24 L/mol = 3 Liter
22. 2 H2O 2 H2 + O2
10 Liter : 24 L/mol = 0.4167 mol O2. Man benötigt also das Doppelte an H2O: 0.833 mol.
Multipliziert mit m(H2O) = 18 g/mol = 15 g
23. 20 ml Wasser = 20 g Wasser = 1.111 mol
Um dieses Wasser zu bilden braucht es 1.111 mol H2 + 0.556 mol O2 = 1.667 mol Gas 1.667 mol · 24 L/mol = 40.0 Liter
24. Wir vernachlässigen, dass die 1.75% sich auf die Masse beziehen, die für Öl kleiner als ist als 1 (ca. 0.85 kg/L). Würde man das berücksichtigen, ergäbe es 0.85 mal weniger.
3200 Liter · 1.75% = 56 kg Schwefel = 56'000 g = 153.4 Liter pro Tag S + O2 SO2 ; 56000g : 32 g/mol = 1750 mol 42'000 L/a = 115 L/d
25. C55H104O6 + 78 O2 55 CO2 + 52 H2O m(C55H104O6) = 860 g/mol 0.00581 mol
a.) Das Verhältnis beträgt 1:78, man verbraucht also 0.453 mol O2; ·24 :5% = 218 Liter b.) Das Verhältnis beträgt 1:52, es entstehen 0.302 mol Wasser = 5.43 g
