Quantitative Analyse von Kohlenwasserstoffen (Beispielaufgabe)

Eine Ver­bin­dung, die nur aus Koh­len­stoff und Was­ser­stoff besteht, wird an der Luft voll­stän­dig ver­brannt. Dabei wer­den 88g Koh­len­stoff­di­oxid­gas und 22,5g Was­ser frei. Die Ver­bin­dung ist gas­för­mig. 5,8g neh­men bei Raum­tem­pe­ra­tur ein Volu­men von 2,4L ein. Bestim­me die Sum­men­for­mel der gesuch­ten Ver­bin­dung.

1. Berech­nung des Koh­len­stoff­an­teils:

Gege­ben: m(CO2)=88g, M(CO2)=44g/mol

Gesucht: n©, Neben­be­din­gung: n© = n(CO2), da in einem Mole­kül Koh­len­stoff­di­oxid ein Koh­len­stoff­atom ent­hal­ten ist

allg. gilt: M=m/n <=> n=m/M

ein­set­zen: n(CO2) = m(CO2)/M(CO2) = 88g/44g/mol = 2mol

Die gesam­te Stoff­por­ti­on der Ver­bin­dung ent­hält 2mol Koh­len­stoff­ato­me.

2. Berech­nung des Was­ser­stoff­an­teils

Gege­ben: m(H2O)=22,5g, M(H2O)=18g/mol

Gesucht: n(H), Neben­be­din­gung: n(H) = 2*n(H2O), da in einem Was­ser­mo­le­kül zwei Was­ser­stoff­ato­me vor­han­den sind

allg. gilt: M=m/n <=> n=m/M

ein­set­zen: n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 22,5g/18g/mol = 1,25mol

n(H) = 2*n(H2O) = 2*1,25mol = 2,5mol

Die gesam­te Stoff­por­ti­on der Ver­bin­dung ent­hält 2,5mol Was­ser­stoff­ato­me.

Damit gilt für das Ver­hält­nis zwi­schen Koh­len­stoff- und Was­ser­stoff­ato­men in der Ver­bin­dung:

n©:n(H) = 2:2,5 = 4:5 (es gibt ja nur gan­ze Ato­me)

3. Berech­nung der Mola­ren Mas­se der Ver­bin­dung

Gege­ben: m(Stoffportion) = 5,8g, V(Stoffportion) = 2,4L, Vm(Stoff­por­ti­on) = 24L/mol

Gesucht: M(Stoffportion)

Ansatz: m(Stoffportion)/m(von einem Mol Stoff­por­ti­on) = V/Vm

ein­set­zen: 5,8g/x g/mol = 2,4L/24L/mol <=> x = 58g/mol

Gesucht ist also eine Ver­bin­dung, für die gilt:

n©:n(H) = 4:5 und M = 58g/mol

Ergeb­nis:

C4H10

Auf­ga­be:

Dir ist die all­ge­mei­ne Sum­men­for­mel der ein­fachs­ten orga­ni­schen Ver­bin­dun­gen, den Alka­nen, bekannt. Sie lau­tet:

CnH2n+2

Ent­wick­le selbst eine Auf­ga­be zur quan­ti­ta­ti­ven Ana­ly­se für eine Ver­bin­dung mit z.B. n=5,9,18… Las­se die­se von einem Lernpartner/einer Lern­part­ne­rin gegen­rech­nen. Ach­te dar­auf, dass du dabei die Zah­len­ver­hält­nis­se nicht zu leicht wählst.

Hin­weis:

Die­ses Mate­ri­al lässt sich auch als PDF oder ODT (Open­Of­fice) her­un­ter­la­den.

Facebook Like

Ein Kommentar

  • BZ

    Die­se Auf­ga­be ist lei­der im letz­ten Schritt falsch gelöst. Wenn das Zah­len­ver­hält­nis, in dem C und H Ato­me ste­hen wie kor­rekt aus­ge­rech­net 4:5 betra­gen soll, dann muss C4H5 die Lösung sein, denn in C4H10 ist das Soff­men­gen­ver­hält­nis 4:10 oder eben 2:5.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.