Physikalische Chemie
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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 23.04.2018, 16:03   #1   Druckbare Version zeigen
Ladybug weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
Molmasse eines unbekannten Gases

Hallo!
Ich muss für eine Abgabe eine Aufgabe bearbeiten, bei der ich grade gar nicht weiter weiß!

Und zwar muss man mit Hilfe einer geeigneten grafischen Auftragung der angegebenen Daten die Molmasse eines unbekannten Gases bei 298.15K bestimmen. Man soll die linearisierte Auftragung so wählen, dass sich die Molmasse aus der Steigung der Geraden ergibt.

Druck p in bar: 0.100 0.500 1.000 2.000
Dichte in g/L: 0.187 0.941 1.833 3.715

Wie ist das denn gemeint, „geeignete Auftragung“? Entweder den Druck auf die x-Achse oder die Dichte. Woran erkenne ich, welches davon geeigneter ist und wie errechne ich aus der Steigung dann die Molmasse??

Vielen Dank schon mal für Hilfe und Anregungen
Ladybug ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 16:48   #2   Druckbare Version zeigen
Adders Männlich
Mitglied
Beiträge: 528
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Zitat:
Zitat von Ladybug Beitrag anzeigen
Hallo!
Ich muss für eine Abgabe eine Aufgabe bearbeiten, bei der ich grade gar nicht weiter weiß!

Und zwar muss man mit Hilfe einer geeigneten grafischen Auftragung der angegebenen Daten die Molmasse eines unbekannten Gases bei 298.15K bestimmen. Man soll die linearisierte Auftragung so wählen, dass sich die Molmasse aus der Steigung der Geraden ergibt.

Druck p in bar: 0.100 0.500 1.000 2.000
Dichte in g/L: 0.187 0.941 1.833 3.715

Wie ist das denn gemeint, „geeignete Auftragung“? Entweder den Druck auf die x-Achse oder die Dichte. Woran erkenne ich, welches davon geeigneter ist und wie errechne ich aus der Steigung dann die Molmasse??

Vielen Dank schon mal für Hilfe und Anregungen
Ich würde folgendes tun:

Erstmal überlegen, wie hängen Dichte und Druck eines Gases zusammen? Wenn es sich um ein ideales Gas handeln soll liegt die Zustandsgleichung idealer Gase nahe:
{pV=nRT}
Das geht jetzt schon mal in die richtige Richtung, aber Dichte ist ja m/V, nicht n/V, also müssen wir das m da hineinbekommen. Das geht einfach wenn man folgenden Zusammenhang kennt
{M=\frac{m}{n}} oder nach n umgeformt {n=\frac{m}{M}}
So können wir also oben n ersetzen.
{pV=\frac{mRT}{M}}
Das jetzt noch nach p auflösen:
{p=\frac{mRT}{MV}} oder anders geschrieben {p=\frac{RT}{M}\cdot \frac{m}{V}}.
Praktischer weise entspricht das einer linearen Funktion der Form {y=ax} mit dem Druck auf der y-Achse und der Dichte auf der x-Achse.
Die Steigung ist dann {a=\frac{RT}{M}}. Also kann man aus der Steigung M berechnen. Theoretisch könnte man die Größen auch anders verschieben, dass M direkt die Steigung wäre, aber ich finds so eigentlich ganz ansehnlich.
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Alt 23.04.2018, 17:12   #3   Druckbare Version zeigen
Ladybug weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Wow, danke! Die Zusammenhänge sind mir selbst gar nicht so aufgefallen. Vielen Dank
Ladybug ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 18:11   #4   Druckbare Version zeigen
Ladybug weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Eine Frage ist jetzt aber doch noch aufgekommen. In einer Teilaufgabe dazu steht, dass in der Verbindung Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff enthalten sind und es wird gefragt, um welche Verbindung es sich handeln könnte.

Mein Ergebnis sind aber nur 11 mol, da ist ja weder Kohlenstoff mit 12 mol noch Sauerstoff mit 16 mol möglich.

Ich hab alles nach bestem Wissen und Gewissen so gemacht, wie du erklärt hattest. Ist 11 mol damit ein unrealistisches Ergebnis und irgendwo muss sich ein Fehler eingeschlichen haben?
Ladybug ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 18:24   #5   Druckbare Version zeigen
zweiPhotonen  
Mitglied
Beiträge: 7.462
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Du sollst die Molmasse bestimmen und erhältst eine Stoffmenge als Ergebnis. Natürlich ist das Ergebnis -allein auf Grund der Einheitenbetrachtung- unrealistisch.
__________________
Wenn es einfach wäre, hätte es schon jemand gemacht!

I said I never had much use for it. Never said I didn't know how to use it.(M. Quigley)
You can't rush science, Gibbs! You can yell at it and scream at it, but you can't rush it.(A. Sciuto)

Wer durch diese Antwort nicht zufriedengestellt ist, der möge sich bitte den Text "Über mich" in meinem Profil durchlesen und erst dann meckern.
zweiPhotonen ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 18:58   #6   Druckbare Version zeigen
Ladybug weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Oh, hab mich vertippt. Es sind 11 g/mol.

Das ändert allerdings nichts an dem Problem, dass C und O da von ihrer Molmasse nicht reinpassen
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Alt 23.04.2018, 20:17   #7   Druckbare Version zeigen
Adders Männlich
Mitglied
Beiträge: 528
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Zitat:
Zitat von Ladybug Beitrag anzeigen
Oh, hab mich vertippt. Es sind 11 g/mol.

Das ändert allerdings nichts an dem Problem, dass C und O da von ihrer Molmasse nicht reinpassen
Zitat:
Zitat von Ladybug Beitrag anzeigen
Oh, hab mich vertippt. Es sind 11 g/mol.

Das ändert allerdings nichts an dem Problem, dass C und O da von ihrer Molmasse nicht reinpassen
Ich habs mal eben nachgerechnet und bin auf ein anderes Ergebnis gekommen. Ich denke ich hab Recht. Ich weiß natürlich nicht, wo genau jetzt dein Fehler lag.

Also erstmal hab ich aufgetragen den Druck gegen die Dichte -> lineare Regression, Steigung bestimmt (siehe Anhang). Die ist a = 53.95 Pa/(g/m³).
Als mögliche Fehlerquelle sehe ich da, dass die Drücke in bar angegeben sind. In der Berechnung brauchst du sie aber in Pa (also mit 105 multiplizieren). Ähnlich für die Dichte, die in g/L angegeben ist. Umrechnen in g/m3 (durch Multiplikation mit 103.)

Nun ist also die Steigung bestimmt, daraus ergibt sich aber nicht sofort die molare Masse M, sondern die Steigung a ist ja {a=\frac{RT}{M}}. Die nach Gleichung M umstellen und Werte einsetzen, dann folgt {M=\frac{RT}{a}=\frac{8.3145J/(molK)\cdot  298.15K}{53.95Pa/(g/m^3)}=45.94 g/mol} also ungefähr 46 g/mol.

Du darfst jetzt noch herausfinden, welche Verbindung darauf passen könnte und hoffen, dass ich keinen Fehler gemacht habe.
PS: Ich habe eine Lösung, die mich aber irgendwie nicht so recht befriedigt, weil es sich ja eigentlich um ein Gas handeln soll..
PPS: Ah, als trinkfester Student habe ich natürlich zuerst an Ethanol gedacht. Dabei gibt es da aber ja noch eine Möglichkeit...
Angehängte Grafiken
Dateityp: gif Molare Masse.GIF (11,2 KB, 8x aufgerufen)

Geändert von Adders (23.04.2018 um 20:24 Uhr)
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Alt 23.04.2018, 20:29   #8   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 14.018
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Die molare Masse von 46 g/mol stimmt.

Die Verbindung wäre Dimethylether CH3-O-CH3 mit einem Siedepunkt von -24 Grad C
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 20:34   #9   Druckbare Version zeigen
Adders Männlich
Mitglied
Beiträge: 528
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Zitat:
Zitat von Nobby Beitrag anzeigen
Die molare Masse von 46 g/mol stimmt.

Die Verbindung wäre Dimethylether CH3-O-CH3 mit einem Siedepunkt von -24 Grad C
Da bin ich dann auch drauf gekommen. Aber wie gesagt, bei 46 g/mol kommt mir erstmal Ethanol in den Sinn.
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Alt 23.04.2018, 20:37   #10   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 14.018
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Naja Schnaps ist aber kein Gas bei Normalbedingungen. Kein Bier, Wein usw. möglich wirklich traurig.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 23.04.2018, 20:40   #11   Druckbare Version zeigen
Adders Männlich
Mitglied
Beiträge: 528
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Zitat:
Zitat von Nobby Beitrag anzeigen
Naja Schnaps ist aber kein Gas bei Normalbedingungen. Kein Bier, Wein usw. möglich wirklich traurig.
Man kann aber nach dem Genuss durchaus das Gefühl kriegen, dass der Kopf mit trüben Gaswolken gefüllt ist.
Adders ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 20:46   #12   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 14.018
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Es wäre auch noch Vinylflourid möglich.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.04.2018, 21:25   #13   Druckbare Version zeigen
Ladybug weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 11
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Oh ja, an die Umrechnung von bar und g/L habe ich gar nicht gedacht! Damit sollte ich jetzt auch endlich auf die richtige Lösung kommen. Danke für eure Mühe
Ladybug ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.04.2018, 00:03   #14   Druckbare Version zeigen
Dimethyletherisomer Männlich
Mitglied
Beiträge: 123
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

@adders: gut gemacht
Dimethyletherisomer ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.04.2018, 07:39   #15   Druckbare Version zeigen
Adders Männlich
Mitglied
Beiträge: 528
AW: Molmasse eines unbekannten Gases

Zitat:
Zitat von Dimethyletherisomer Beitrag anzeigen
@adders: gut gemacht
Danke, dein Namensrätsel habe ich auch vor Kurzem gerade gelöst.
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