Grüße chemweazle,
Lösungsmittelkanister entsorgen (Grenzwert 3% (w/w) Halogene)?
Sie lösen 110 g Bromessigsäure (Br-CH2-COOH) in 2,5*10 3 mL = 2,5 l Diethylether (Dichte 0,71 g/cm³). Dürfen Sie diese Lösung in den halogenfreien organischen Lösungsmittelkanister entsorgen (Grenzwert 3% (w/w) Halogene)?
Hier geht um den Massenanteil an Halogen im Gemisch, bestehend aus Diethylether und Bromethansäure, Bromessigsäure. Hier ist also der Massenanteil des Halogens, Brom, zu berechnen.
Es ist dieMasse an Halogen, hier im Beispiel die Masse an Brom, m(Br) durch die Gesamtmasse, mges, der Lösung, bestehend aus dem Lösungsmittel Diethylether und dem Gelösten, die Bromessigsäure.
$$w(Halogen) = w(Br) = \frac{m(Br)}{mges} = \dfrac{m(Br)}{m(Bromessigsäure) + m(Et_{2}O)}$$
Masse an Diethylether: m(Et2O), abgk.
m(Et2O) = ρ(Et2O) * V(Et2O) und ρ(Et2O) = 0,71 g / ml = 710 g / l
$$m(Et_{2}O) = \varrho (Et_{2}O) \cdot V(Et_{2}O) = \frac{710\cdot g}{l}\cdot 2,5\cdot l = 1775\cdot g = 1,775\cdot kg$$
Gesucht ist die Masse an Bromatomen in der Masse und der somit gegeben Stoffmenge in m(Bromessigsäure) = 110 g
Molmasse, gerundet, von Br-CH2CO2H, M(Br-CH2CO2H) = M(C2H3O2Br) ≈ (12*2+1*3+16*2+79,9) g / mol = 138, 9 g / mol
Die Stoffmenge an Bromatomen entspricht der Stückzahl der Bromessigsäure-Moleküle, gemessen in mol.
n(Br) = n( Br-CH2CO2H )
und es gilt:
$$n(Br) = n(Bromessigsäure) = \frac{m(Bromessigsäure)}{M(Bromessigsäure)} = \frac{110\cdot g\cdot mol}{138,9\cdot g} \approx 0,792\cdot mol$$
Die Masse der Bromatome in m(Bromessigsäure) = 110 g, entsprechend n(Bromessigsäure) = 0,792 mol lautet mit der gerundeten Molmasse von Brom, M(Br) ≈ 79, 9 g / mol:
$$m(Br) = n(Br) * M(Br) = 0,792\cdot mol\cdot \frac{79,9\cdot g}{mol} = 63,2808\cdot g\approx 63,281\cdot g$$
Der Massenanteil der Bromatome der gelösten Bromessigsäure von der Gesamtmasse, mges, der Lösung, bestehend aus der Masse an Diethylether, m(Et<sub>2</sub>O) plus der Masse an gelöster Bromessigsäure, m(Bromessigsäure).
Die Gesamtmasse der etherischen Bromessigsäure-Lsg., mges:
mges = m(Bromessigsäure) + m(Et2O) = 110 g + 1775 g = 1885 g
$$w(Br) = \dfrac{m(Br)}{mges} = \dfrac{m(Br)}{m(Bromessigsäure) + m(Et_{2}O)} = \frac{63,281\cdot g}{1885\cdot g} \approx 0,0335 \approx 3,35 \%$$
Der Massenanteil an Bromatomen, w(Br) beträgt in dieser obigen etherischen Lösung von Bromessigsäure 3,35 % und ist vom Betrag um 5 Hundertstel Prozent größer, als der zulässige Massenanteil an Halogen von 3,3 %.
Die Abweichung um 5 Zehtausendstel bzw. Hundertstel Prozent, diese vernachlässigt man.
Das Gemisch darf mit diesem Halogen-Gehalt in die Halogenhaltigen Lösungsmittelabfall-Tonnen gefüllt werden.
Bitte man bedenke auch die Standardabweichung der Waagen, die Ungenauigkeiten beim Abwiegen der Bromessigsäure und auch die Ungenauigkeiten beim Volumenabmessen des Diethylethers.
Also die geringfügige Abweichung von 0,05 % vernachlässigen.
