Stoffumsatz bei Reaktionen, Chemieübungen

Ausgehend von den Stoffmengenverhältnissen in chemischen Reaktionsgleichungen können Stoffmenge, Masse und Volumen verschiedenere Reaktionspartner berechnet werden. - Lehrplan HG, SG, MuG, WWG, SWG

Hilfe
  • Umrechnungen:
    • m(A) = n(A) ⋅ M(A)
    • n(A) = m(A) / M(A)
    • V(A) = n(A) ⋅ VM (VM=22,4 ℓ/mol)
    • n(A) = V(A) / VM

Diese Aufgaben entsprechen einer Schulaufgabenfrage.
Bitte löse sie auf einem Blatt Papier und trage dein Ergebnis zur Kontrolle in den Computer ein.
Periodensystem der Elemente

  • Die ersten in Serienfahrzeuge eingebauten Airbags enthielten Natriumazid (
    NaN
    3
    ) als Treibmittel.
    Bei einem Unfall wird dieses Salz zur Reaktion gebracht und es bildet sich Stickstoffgas, das den Airbag aufbläst.
    1. Formuliere die Reaktionsgleichung für den Zerfall von Natriumazid zu elementarem Natrium und elementarem Stickstoff.
    2. Berechne die Masse Natriumazid, die in einem Airbag enthalten sein muss, damit sich dieser bei Normbedingungen mit 70 Liter Stickstoffgas füllen kann.
    3. Der Zerfall von Natriumazid ist eine stark exotherme Reaktion.
      Begründe, weshalb die Airbags weniger Natriumazid enthalten können, um sich dennoch durch die Reaktion auf ein Volumen von 70 Litern aufzublasen.

    Löse die Aufgabe zunächst komplett auf einem Blatt Papier und gib dann dein Endergebnis hier ein.
    Wenn du Schwierigkeiten hast, kannst du dich auch Schritt für Schritt durch die Aufgabe führen lassen.

    Schritt 1/8
    Formuliere die Reaktionsgleichung für den Zerfall von Natriumazid zu elementarem Natrium und elementarem Stickstoff.
    Entscheide um welchen Reaktionstyp es sich hierbei handelt:
    Stoff A reagiert zu Stoff B und Stoff C.
    Stoff A und Stoff B reagieren zu Stoff C.
    Stoff A und Stoff B reagieren zu Stoff C und Stoff D.
    Stoff A reagiert zu Stoff B.
    Notizfeld
    Notizfeld
keine Berechtigung
  • Gleiche Stoffmengen n verschiedener Stoffe enthalten stets die gleiche Teilchenzahl N, da N=n⋅NA gilt.
  • Gleiche Volumina verschiedener Gase enthalten auch die gleiche Teilchenzahl N, da n=V/VM und N=n⋅NA gilt.
  • Gleiche Massen m verschiedener Stoffe enthalten in der Regel nicht die gleiche Teilchenzahl, da sich die Stoffe in ihrer Molaren Masse M unterscheiden.
  • Gleiche Volumina V verschiedener Flüssigkeiten enthalten auch nicht die gleiche Teilchenzahl, da sich die Flüssigkeiten in ihrer Dichte ρ unterscheiden.
Das Verhältnis der Stoffmengen entspricht dem Verhältnis der Koeffizienten in der Reaktionsgleichung:
a A + b B → c C + d D
  1. n(A) : n(B) = a : b
  2. n(A) : n(C) = a :c
  3. n(B) : n(D) = b : d
  4. ...
6 Schritte:
  1. Angabe der gegebenen und gesuchten Größen
    geg: m(A); M(A); M(B)
    ges.: n(B)
  2. Formulieren der Reaktionsgleichung:
    a A → b B
  3. Aufstellen des Stoffmengenverhältnisses n(B)/n(A) = b/a (gesuchte Größe im Zähler)
  4. Auflösen des Verhältnisses nach der gesuchten Stoffmenge n(B) = b/a ⋅ n(A)
  5. Berechnen der Stoffmenge des gegebenen Stoffes: n(A) = m(A)/M(A)
  6. Berechnen der Stoffmenge des gesuchten Stoffes mit Gleichung 4
7 Schritte:
  1. Angabe der gegebenen und gesuchten Größen
    geg: m(A); M(A); M(B)
    ges.: m(B)
  2. Formulieren der Reaktionsgleichung:
    a A → b B
  3. Aufstellen des Stoffmengenverhältnisses n(B)/n(A) = b/a (gesuchte Größe im Zähler)
  4. Auflösen des Verhältnisses nach der gesuchten Stoffmenge n(B) = b/a ⋅ n(A)
  5. Berechnen der Stoffmenge des gegebenen Stoffes: n(A) = m(A)/M(A)
  6. Berechnen der Stoffmenge des gesuchten Stoffes mit Gleichung 4
  7. Berechnen der gesuchten Masse mit m(B) = n(B) ⋅ M(B)
Umrechnungen:
  • m(A) = n(A) ⋅ M(A)
  • n(A) = m(A) / M(A)
  • V(A) = n(A) ⋅ VM (VM=22,4 ℓ/mol)
  • n(A) = V(A) / VM