Physikalische Chemie
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Molekülphysik und Quantenchemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 14.04.2014, 17:32   #1   Druckbare Version zeigen
thesalvator  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
Klausuraufgabe

Hallo liebes Forum,

mit welcher Formel muss ich folgende Aufgabe rechnen?

Wieviel Gramm K2S04 (Molmasse 174.29 g/mol) braucht man mindestens, um bei einer Temperatur von -5°C 10 kg Eis vollstandig zu schmelzen. Annahme: Das Salz dissoziert vollstandig und lost sich ideal in flussigem Wasser (kryoskopische Konstante fur H20: 1.855 K·kg·mor1).
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Alt 14.04.2014, 18:03   #2   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.103
AW: Klausuraufgabe

Delta T = En *b. Delta T und En sind gegeben. Bei der Berechnung von b muss man berücksichtigen, dass Kaliumsulfat vollständig dissoziiert. Das ganze dann *10 für 10kg. Mit n = m/M kann man dann die Masse berechnen.

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.
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Alt 14.04.2014, 18:32   #3   Druckbare Version zeigen
thesalvator  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
AW: Klausuraufgabe

also 268,15K = 1,855 * n ?

für n habe ich dann (10.000g/174,29g/mol)= 57,38 mol, stimmt das soweit?
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Alt 14.04.2014, 21:24   #4   Druckbare Version zeigen
chemagie Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.221
AW: Klausuraufgabe

Zitat:
Zitat von thesalvator Beitrag anzeigen
also 268,15K = 1,855 * n ?
Dir ist bekannt, was Delta T {(\Delta T)} bedeutet?

Zitat:
Zitat von thesalvator Beitrag anzeigen
für n habe ich dann (10.000g/174,29g/mol)= 57,38 mol, stimmt das soweit?
Die Konzentrationsangabe b in der Gleichung ist die Molalität der Lösung, was bedeutet:
{b\ =\ \frac{n\ (Stoffmenge\ gel \ddot o ste\ Substanz)}{m\ (Masse\ L \ddot o sungsmittel)}}

Weiterhin teilst du Äpfel durch Birnen, das ergibt Obstsalat, aber keine Stoffmenge.

P.S.: Meiner Ansicht nach ist die Aufgabe so nocht lösbar.
__________________
Gruß
Frank

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Alt 15.04.2014, 22:07   #5   Druckbare Version zeigen
_Amateur Männlich
Mitglied
Beiträge: 19
AW: Klausuraufgabe

{\Delta}T = En * b
{\Delta}T = 5 K
b = n(K2SO4)/10 kg = {\Delta}T/En
n(K2SO4) = b * 10 kg = {\Delta}T/En * 10 kg = (50 kg * mol)/(1,855 K * kg) = 50/1,855 mol

m(K2SO4)=M(K2SO4)* n(K2SO4) = 174,29 g/mol * 50/1,855 mol

Grüße
_Amateur
__________________
Die Natur verbirgt Ihr Geheimnis durch die Erhabenheit Ihres Wesens aber nicht durch List. A. Einstein
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Alt 16.04.2014, 09:27   #6   Druckbare Version zeigen
chemagie Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.221
AW: Klausuraufgabe

Die Gleichung gilt für verdünnte Lösungen (< 0,1 mol/L)
Zu berücksuchtigen ist, dass Kaliumsulfat 3 n Teilchen liefert (kolligative Eigenschaft).
Weiterhin wird bei Zugabe des Salzes zu Eis mit T = -5°C die Temperatur der Mischung nicht auf 0°C angehoben.
__________________
Gruß
Frank

13.09.2014: 4 Personen haben Geburtstag!
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Alt 16.04.2014, 10:14   #7   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.103
AW: Klausuraufgabe

Ja, aber: Mit der Berücksichtigung von 3n Teilchen, der angegebenen vollständigen Dissoziation und Annahme des idealen Verhaltens (auch bei diesen hohen Konzentrationen) kommt man zu erwarteten Ergebnis (ca. 1,572kg).

Gruß

jag
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Alt 16.04.2014, 12:54   #8   Druckbare Version zeigen
chemagie Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.221
AW: Klausuraufgabe

Also ich komme zwar auf 1,566 kg, aber das sind wohl Rundungsfehler.
Eine Frage: Welche Temperatur hat die "entstandene Lösung"?
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Gruß
Frank

13.09.2014: 4 Personen haben Geburtstag!
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Alt 16.04.2014, 13:09   #9   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.584
AW: Klausuraufgabe

- 5°C.

In der Aufgabe wird davon ausgegangen, dass die Temperatur konstant bleibt (durch Wärmezufuhr aus der Umgebung).

Rein praktisch ist die Aufgabe sinnfrei, denn die Berechung findet unter der Annnahme einer verdünnten Lösung statt. Die von Dir berechnete Konzentration liegt mal so grob geschätzt über der Löslichkeit von Kaliumsulfat (111,1 g/l). Und das bei 20°C und nicht bei -5°C.

Das sieht für mich nach wunschgemäß gelöster Aufgabe und leider nicht der Realität entsprechend aus. Schade.
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Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
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Alt 16.04.2014, 13:24   #10   Druckbare Version zeigen
chemagie Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.221
AW: Klausuraufgabe

Zitat:
Zitat von Cyrion Beitrag anzeigen
Das sieht für mich nach wunschgemäß gelöster Aufgabe und leider nicht der Realität entsprechend aus. Schade.
Sinnvoller wäre die Frage.... wieviel Salz muss zugegeben werden, damit Wasser theoretisch bei -5°C nicht friert. (Selbst dann müssten die Aktivitären berücksichtigt werden.)
Zitat:
Zitat von Cyrion Beitrag anzeigen
- 5°C. In der Aufgabe wird davon ausgegangen, dass die Temperatur konstant bleibt (durch Wärmezufuhr aus der Umgebung).
Eben das meinte ich mit meinem P.S. in #6
Zitat:
Zitat von Cyrion Beitrag anzeigen
Die von Dir berechnete Konzentration liegt mal so grob geschätzt über der Löslichkeit von Kaliumsulfat (111,1 g/l). Und das bei 20°C und nicht bei -5°C.
Das kommt dazu, auch wenn man stur (und mit Scheuklappen) rechnet und einfach die "gegebenen" Werte einsetzt. Wieder mal eine Aufgabe aus der Rubrik: Gewollt und nicht gekonnt.
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Gruß
Frank

13.09.2014: 4 Personen haben Geburtstag!
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Alt 16.04.2014, 13:48   #11   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.584
AW: Klausuraufgabe

Zitat:
Zitat von chemagie Beitrag anzeigen
Eben das meinte ich mit meinem P.S. in #6

Das hatte ich auch so verstanden. Ich hab´s wahrscheinlich dämlich formuliert.

Viel interessanter ist die Frage, ob man mit Kaliumsulfat überhaupt Wasser bis -5°C flüssig halten kann. Da hätte ich nach den bisher recherchierten so meine Zweifel. Die Aktivitäten können meiner Abschätzung natürlich einen Strich durch die Rechnung machen.
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