Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name ________________Datum _ _ ._ _._ _

�bung zum Rechnen mit der Molzahl

1. Aus der Reaktion mit Natrium und Wasser sollen 2 L Wasserstoffgas hergestellt werden. Wie viel Natrium muss dann eingesetzt werden?

2. Aus der Reaktion mit Natrium und Wasser sollen 60 g NaOH hergestellt werden. a) Wie viel Gramm Natrium und b) wie viel Gramm Wasser braucht es dazu?

3. Lithium und Kalium reagieren wie Natrium mit Wasser zu Wasserstoff und Lithiumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid, genauso wie Natrium, nach der gleichen Reaktionsgleichung. Berechne, wie viel Milliliter Wasserstoffgas entstehen, wenn jeweils 1 g Lithium bzw. 1 g Kalium verwendet werden.

Beachte das L�sungsschema:
1. Aufstellen der Reaktionsgleichung!
2. Darunter: Molare Massen der Ausgangs- und Endstoffe, Einheiten nicht vergessen!
3. Was ist an Stoffportionen m gegeben und was ist gesucht?
4. Molzahlen ausrechnen: n = m/M [g/mol]>
5. �berlegen: Verh�ltnis der Molzahlen????
6. Umformen: n = m/M ==> ??? Bevor Volumina ausgerechnet werden k�nnen, muss immer erst die Masse berechnet werden.
7. Bei Gasen: Dichte r = m/V, umrechnen nach V = ???, Bedenken: Die Einheit von r ist g/L

L�sungen: Bitte nach dem Schema: zu Aufgabe 1 usw.

Siehe dazu auch �bung zum Rechnen mit der Molzahl im pdf-Format und �bung zum Rechnen mit der Molzahl im WordPerfect-Format.

L�sungen:

Zu Aufgabe 1:

1. Aufstellung der Reaktionsgleichung:
2 Na(s) + 2 H₂O(l) ----> H₂(g) + 2 NaOH(aq)

2. Molare Massen der Ausgangs- und Endstoffe:
46 g/mol 36 g/mol 2 g/mol 80 g/mol

3. Gegebene und gesuchte Stoffportionen m:
m(2 Na) V(H₂) = 2 L
gesucht gegeben (H₂) = ρ * V(H₂) = 0,089 g/L * 2 L = 0,178 g

4. Molzahlen ausrechnen:
    n(Na) = ergibt sich aus n(H₂):     m(H₂) = 0,178 g
    n(Na) = 0,089 mol                       n(H₂) = m(H₂) / M(H₂) = 0,178 g/ 2 g/mol = 0,089 mol
5. Verh�ltnis der Molzahlen:
     n(Na) : n(H₂) = 2 : 1; siehe Koeffizienten der Reaktionsgleichung!

6. Umformung:
2 n = m/M ==> m = 2 n * M = 2 * 0,089 mol * 23 g/mol = 4,094 g

Ergebnis: Um 2 L Wasserstoffgas herzustellen, braucht man 4,094 g Natrium

Anmerkung:
Je nachdem, welchen Wert man f�r die Dichte von Wasserstoff ansetzt, erh�lt man nat�rlich unterschiedliche Werte f�r m(Na).
Wasserstoff hat lt. Tabellenwerte folgende Dichten:
bei 0�C:     0,0898 g/L bei 1013 hPa; Lit: Gase-Handbuch Messer Griesheim
bei 15 �C:   0,0841 g/L bei 1000 hPa; Lit: Gase-Handbuch Messer Griesheim
bei 25 �C:   0,0818 g/L bei 1 atm;       Lit: G.H. Aylward u.a. Datensammlung Chemie in SI-Einheiten, Wiley-VCH Und dann macht es einen Unterschied, mit wie viel Kommastellen man arbeitet.

Kontrolle: 2 L Wasserstoff = 0,089 mol mit 22,414 L/mol Gas-Normalvolumen. Laut Reaktionsgleichung wird die doppelte Stoffmenge Natrium umgesetzt, also 0,178 mol. 0,178 mol von einer molaren Masse Natrium sind dann 4,094 g. Aus didaktischen Gr�nden wird auf den Umgang mit dem molaren Normvolumen verzichtet, da das eine Bearbeitung der Gasgesetze sinnvoller weise voraussetzt.

Zu Aufgabe 2:

1. Aufstellung der Reaktionsgleichung:
2 Na(s) + 2 H₂O(l) ----> 2 NaOH(aq) + H₂(g)

2. Molare Massen der Ausgangs- und Endstoffe:
46 g/mol 36 g/mol 80 g/mol 2 g/mol

3. Gegebene und gesuchte Stoffportionen m:
m(2 Na) m(2 H₂O) m(2 NaOH) = 60 g
gesucht gesucht gegeben

4. Molzahlen ausrechnen:
n(Na) n(H₂O) n =m/M = 60 g/ 80 g/mol = 0,75 mol
5. Verh�ltnis der Molzahlen:
n(Na) : n(H₂O) : n(NaOH) = 1 : 1 : 1, das hei�t: n(Na) = 0,75 mol n(H₂O)=0,75 mol

6. Umformung:  m=n*M                        m=n*M
                            = 0,75 mol * 46 g/mol  = 0,75 mol * 36 g/mol
                            = 34,5 g                          = 27 g

Ergebnis: Um 60 g Natriumhydroxid herzustellen, braucht man 34,5 g Natrium und 27 g Wasser.

Zu Aufgabe 3:

Ergebnisse: Aus 1 g Lithium entstehen 802 mL Wasserstoff
Aus 1 g Kalium entstehen 143 ml Wasserstoff

Anmerkung: Aus didaktischen Gr�nden ist es sinnvoll, mit nicht mehr als 3 Kommastellen zu rechnen und sich vorher mit den Sch�lern zu einigen, ob man diese in der Rechnung "mitnimmt" oder nicht. Es geht bei allen drei Aufgaben zuerst um die Frage, was hat man und was will man. Dann um das Arbeiten mit den Begriffen "Stoffmenge", "Stoffportion" und Molzahl sowie um den Einsatz der molaren Masse. Ein Nebeneffekt ist der Einsatz der Dichte und die Umrechnung der Dichte in Volumen oder Masse der Stoffportion.

update: 01.02.21 zur�ck zur Hauptseite