Allgemeine Chemie
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Alt 16.10.2016, 00:29   #1   Druckbare Version zeigen
Akira1 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 14
Präparationen von Lösungen (Rechnung)

Hallo,

ich stehe vor folgender Aufgabe, die ich gerne verstehen würde:

Wie viel Ammoniaklösung mit 25% Massenanteil und der Dichte 0,907 g*ml-1 sind zur Präparation folgender Lösungen notwendig:

a)2 L Lösung mit der Konzentration 0,1 mol*L-1
b)250g Lösung mit 5% Massenanteil

Gegeben sind die Dichte und der Massenanteil. Eine Aufgabe dieser Art löse ich aber zum ersten Mal, deswegen bräuchte ich eine Erklärung der Herangehensweise. Ich denke, es wäre für den Anfang gut zu wissen, was ich bei a) nun zuerst ausrechnen müsste?

LG
Akira1 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.10.2016, 05:23   #2   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.103
AW: Präparationen von Lösungen (Rechnung)

a) Berechnen, wieviel mol die Ursprungslösung enthält: 1L wiegt 0,907kg und enthält 25% = 0,25*0,907kg = 0,22675kg reines Ammoniak. Das sind mit n = m/M = 13,33mol in einem L = 13,33mol/L. Bei einer Verdünnung bleibt die Stoffmenge n in beiden Lösungen göeich: n1 = n2. Gleichzeitig gilt n = c*V. Zusammen also c1*V1 = c2*V2 Dann ist V1*13,33mol/L = 2L * 0,1mol/L (V1 = 15mL). Praktisch: Konzentrierte Lösung vorlegen und auf das gewünsche Volumen auffüllen.

Diese Vorgehensweise ist für viele Verdünnungen universell einsetzbar.

b) ist am besten mit dem Mischungskreuz zu lösen.

Gruß

jag
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Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.10.2016, 11:54   #3   Druckbare Version zeigen
kaliumcyanid Männlich
Mitglied
Beiträge: 19.012
AW: Präparationen von Lösungen (Rechnung)

Das mag nun sehr nah am Korinthen ausscheiden sein, aber: sprachlich besser fände ich das Wort Herstellung in diesem Zusammenhang. Vermutlich ist die Originalaufgabe auf englisch?
kaliumcyanid ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.10.2016, 17:33   #4   Druckbare Version zeigen
Akira1 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 14
AW: Präparationen von Lösungen (Rechnung)

Vielen lieben Dank für die Antworten!

Zitat:
Das mag nun sehr nah am Korinthen ausscheiden sein, aber: sprachlich besser fände ich das Wort Herstellung in diesem Zusammenhang. Vermutlich ist die Originalaufgabe auf englisch?
Ich weiß nichts genaues über den Ursprung der Aufgabe. Die Aufgabe, die ich erhalten habe, war aber bereits deutsch - vielleicht wurde sie aber von meinem Professor übersetzt.

Zitat:
a) Berechnen, wieviel mol die Ursprungslösung enthält: 1L wiegt 0,907kg und enthält 25% = 0,25*0,907kg = 0,22675kg reines Ammoniak. Das sind mit n = m/M = 13,33mol in einem L = 13,33mol/L. Bei einer Verdünnung bleibt die Stoffmenge n in beiden Lösungen göeich: n1 = n2. Gleichzeitig gilt n = c*V. Zusammen also c1*V1 = c2*V2 Dann ist V1*13,33mol/L = 2L * 0,1mol/L (V1 = 15mL). Praktisch: Konzentrierte Lösung vorlegen und auf das gewünsche Volumen auffüllen.
Ich habe versucht, die Vorgehensweise nachzuvollziehen. Nur für eine Selbstversicherung, würde ich die Vorgehensweise in einer Schritt-für-Schritt-Struktur aufschreiben, und dabei Unklarheiten erwähnen:

1. Ich berechne wie viel mol die Ursprungslösung hat.
Dafür nutze ich den Massenanteil von 25 % und das Gewicht von einem Liter der Ammoniaklösung, dass ich mit der Dichte gegeben habe.
0,907 kg * 0,25 = 0,22675 kg

2. Jetzt rechne ich n aus
Ich wandle 0,22675 kg in g um (226,75 g) und schaue nach M(NH2)= 17,031 g/mol. Dann setzte ich ein: n(NH2) = 226,75 g/17,031 g/mol = 13,3139569 mol. Dann kann ich einfach sagen, dass es 13,3139579 mol/L sind, nehme ich an?

3. n1 = n2
Die Stoffmenge bleibt bei einer Verdünnung in beiden Stoffmengen gleich. Aber nur um sicher zu gehen, n1 ist 0,1 mol*L-1 und n2 ist 13,3139579 mol/L in diesem Fall, nehme ich an?

4. Gleichzeitig gilt n = c*V und das ergibt zusammen c1*V1 = c2*V2, was dann V1*13,33 mol/L = 2L*0,1mol/L ergibt. Jetzt stelle ich nach V1 um und erhalte 0,01500375094 L. Und um jetzt nochmal ganz sicher zu gehen: V1 ist am Ende die Antwort auf die Frage, wie viel Ammoniaklösung zur Herstellung einer 2L Lösung mit der Konzentration 0,1 mol*L-1 gebraucht wird?

Eine letzte Frage zu Aufgabe a): Was bedeutet die hochgestellte -1 an dem Literzeichen und wie kann ich in diese Einheit umwandeln?
Akira1 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 16.10.2016, 17:42   #5   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.103
AW: Präparationen von Lösungen (Rechnung)

Zu 3. Nein, die Stoffmenge in der Ziel und Ausgangslösung müssen gleich sein, nämlich n = 0,1mol/L*2L = 0,2mol. Diese Molzahl muss sich in beiden Lösungen befinden. Um das zu erreichen, muss man ja die konzentrierte Lösung verdünnen: 0,2mol = c*V = 13,33*V.

Bitte auf sinnvolle Rundungen achten. Man muss nicht alle Stellen beachten, die der TR ausspuckt.

"L-1" ist 1/L. Allgemein x-1 = 1/x (simple Mathematik).

g*mL-1 = kg/L = kg/dm3 = t/m3 sind gängige Einheiten für die Dichte.

Gruß

jag
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jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.10.2016, 19:35   #6   Druckbare Version zeigen
Akira1 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 14
AW: Präparationen von Lösungen (Rechnung)

Vielen Dank,

ich habe Aufgabe b) in der Prioritätsliste erst mal nach hinten gestellt, denn ich wollte eine weitere, scheinbar ähnliche Aufgabe berechnen, bei der ich versucht habe, dieses Schema zu übertragen, um sicher zu gehen, dass ich es verstanden habe, aber hier hat sich ein weiteres Problem aufgetan:

1 L Salzsäure mit 35 % Massenanteil und der Dichte von 1,18 g*ml-1 soll so verdünnt werden, dass die gewünschte Lösung einen Massenanteil von 20 % hat.

Frage: Mit welchem Volumen Wasser muss die Ausgangslösung verdünnt werden?

Da ich jetzt folgende Formel im Kopf habe: c1*V1 = c2*V2, nehme ich an, dass V2 für das Volumen des Wassers steht und später danach umgestellt werden muss. V1 muss 1 L sein.

Also rechne ich, wie zuvor, erst mal die Stoffmenge der Ursprungslösung aus: n = 0,011 mol. Also wäre 0,011 mol/L mein c1. Falls das soweit richtig ist, fehlt mir jetzt aber noch das c2 - ich verstehe an dieser Aufgabe nicht, wie ich c2 herausfinde.
Akira1 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.10.2016, 07:01   #7   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.103
AW: Präparationen von Lösungen (Rechnung)

Aufgaben mit "Massen-%" (auch die zweite Aufgabe des Eingangsbeitrags) berechnet man am besten mit dem Mischungskreuz: https://de.wikipedia.org/wiki/Mischungskreuz. Erfordet etwas Eindenken, ist dann aber sehr praktikabel.

Man kann "Massen-%" Aufgaben auch über den genannten Weg berechnen (über die mol/L), benötigt dann aber die Konzentration der Ziellösung in mol/L. Das geht nur, wenn man die Dichte kennt - also nachsehen, welche Dichte eine HCl von 20% hat. Ist heutzutage auch kein großes Problem mehr.

Gruß

jag
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