|
Massenverhältnisse der Elementportionen bei chemischen Reaktionen können durch
quantitative Versuche bestimmt werden. Da auch die Atommassen aus diversen
Tabellen (z.B. "Periodensystem der Elemente") bekannt sind, ist es möglich, das
ANZAHLVERHÄLTNIS der Atome verschiedener Elemente in einem Teilchenverband und
damit in der chemischen Verbindung zu berechnen.
Beispiel:
Die Verhältnisformel von Kupfersulfid
| Bei der Synthese von Kupfersulfid ergibt sich
bei sehr genauen Versuchen folgendes Massenverhältnis: |
m(Kupferportion)
= 3,97
m(Schwefelportion)
1 |
|
| Eine
Kupferportion ist nun nichts anderes als ein
Verband von Kupferatomen. Zwischen der Masse aller Kupferatome in der
Kupfer-portion und der Masse eines Kupferatoms: m( 1 Cu) besteht folgender
Zusammenhang: |
|
m (Kupferportion) =
Anzahl der Kupferatome * m (1 Cu-Atom) |
|
| |
| Entsprechendes gilt für die
Schwefelportion: |
|
m (Schwefelportion) =
Anzahl der Schwefelatome * m (1 S-Atom) |
|
Nimmt man an, dass eine Kupferportion aus der
Anzahl a Kupferatome
besteht und die damit reagierende Schwefelportion aus der Anzahl b
Schwefelatome, so gilt:
m (Kupferportion) = a * m (1 Cu)
und
m (Schwefelportion) = b * m (1 S) (2) (3)
| Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) ergibt sich durch
Einsetzen die Formel: |
a * m (1 Cu)
= 3,97
b * m (1 S)
1 |
|
| Setzt man nun die Atommassen ein mit m (1 Cu) = 63,55 u und
m (1 S) = 32,06 u, so erhält man nach entsprechender Umformung: |
a = 3,97 * m
(1 S) =
3,97 * 32,06 u =
2
b m (1 Cu)
63,55 u
1 |
|
Das Anzahlverhältnis N( Cu) : N(S), in dem die Atome der beiden Elemente
reagiert haben, ist also a : b = 2 : 1 .
Dieses Verhältnis muß also auch
in der Verbindung Kupfersulfid vorliegen. Ein aus Schwefel und Kupfer
bestehender Teilchenverband, der das oben angegebene experimentell bestimmte
Massenverhältnis besitzt, hat also die Verhältnisformel
Cu2S1
. Diese FORMEL gibt also das Anzahlverhältnis der Atome in einer
Verbindung an: 2 Kupferatome kommen auf ein Schwefelatom.
Arbeitsauftrag:
Berechne zeilenweise
das Anzahlverhältnis und die Formel der
entsprechenden Verbindungen!
| Verbindung |
Element-
Verhältnis |
MV der Portionen
m (X):m (Y) |
Atom-massen
( 1 Atom) [u] |
Anzahl-verhältnis
a (X) : b (y) |
Formel |
| Wasser |
m (Wasserstoff)
m(Sauerstoff) |
0,126
1 |
1
16 |
|
|
| Eisenoxid |
m (Eisen)
m (Sauerstoff) |
3,48
1 |
55,85
16 |
|
|
| Eisenoxid |
m (Eisen)
m (Sauerstoff) |
2,23
1 |
55,85
16 |
|
|
| Bleioxid |
m (Blei)
m (Sauerstoff) |
12,95
1 |
207,2
16 |
|
|
| Bleioxid |
m (Blei)
m (Sauerstoff) |
9,71
1 |
207,2
16 |
|
|
| Stickstoffoxid |
m (Stickstoff)
m (Sauerstoff) |
1,75
1 |
14,00
16 |
|
|
| Stickstoffoxid |
m (Stickstoff)
m (Sauerstoff) |
0,44
1 |
14
16 |
|
|
| Stickstoffoxid |
m (Stickstoff)
m (Sauerstoff) |
0,35
1 |
14
16 |
|
|
| Kohlenstoffoxid |
m (Kohlenstoff)
m (Sauerstoff) |
0,38
1 |
12
16 |
|
|
| Schwefeloxid |
m (Schwefel)
m (Sauerstoff) |
0,67
1 |
32
16 |
|
|
|