Grüße chemweazle,
Zu
Wieviel Gramm, Al(OH)3 in 100ml Wasser lösen?
Aufgabe: 20Liter HCl-Gas werden in 500ml Wasser gelöst, um Salzsäure herzustellen. (1)Bestimme den pH-Wert dieser Säure. (2)Berechne ausserdem, wieviel Gramm Aluminiumhydroxid in 100ml Wasser gelöst werden müssten, um diese Säure vollständig zu neutralisieren.
Problem/Ansatz:
Der erste Teil hab ich mit meinem Kurs gemacht nun ist der zweite Teil Hausaufgabe und ich weiss nicht, wie ich vorangehen soll.
Der Erste Teil sieht so aus:
Vm= v/n | • n : v/n
<=> n= v/Vm
Das paßt, schon von der Umformung bzw. vom Ansatz her.
Das Volumen an Chlorwassertoffgas, welches vom Wasser vollständig absorbiert und chemisorbiert wurde, geteilt durch das Molvolumen ,Vm, eines idealen Gases ergibt die Stoffmenge an HCl-Molekülen.
$$n(HCl) = \dfrac{V(HCl)_{(g)}}{Vm}$$
Die gesamte Stoffmenge an in Wasser chemisorbierten HCl-Molekülen liegt nun in Wasser vollständig in H(+)-Ionen und Chloridionen dissoziiert vor.
Die Stoffmenge der hydratisierten H(+)-Ionen und Chloridionen entspricht der Stoffmenge der dissoziierten HCl-Moleküle und diese ist gleich der Molekülzahl der zuvor als Gas eingeleiteten HCl-Moleküle.
Stoffmengengleichheit: n(H(+)) = n(Cl(-)) = n(HCl)eingeleitet
Das Molvolumen eines idealen Gases beträgt bei den neuen Standardbedingungen: Temperatur, θ = 25°C = 298 K und dem Standarddruck, p0 = 1,01325 bar = 101.325 N / m2
pV = nRT
$$\frac{V}{n} = Vm = \frac{RT}{p} = \frac{8,314\cdot Nm\cdot 298\cdot K\cdot m^{2}}{K\cdot mol\cdot 101.325\cdot N} \approx \dfrac{0,02445\cdot m^{3}}{mol} = \frac{24,45\cdot l}{mol}$$
also: n(HCl)= 20L/24mol = 0,83 mol
Das paßt schon mit dem etwas abgerundetem Wert vom Molvolumen, Vm = 24 l / mol.
Stimmt aber nicht so ganz mit den Einheiten:
n(HCl) = 20 l *( mol / 24 l )
$$n(HCl) = \frac{20\cdot l\cdot mol}{24\cdot l} = 0,83 mol$$
c(HCl)= 0,83mol/0,5L = 1,66 mol/L
Das stimmt , c(HCl) = n(HCl) / V(Lsg.) = ( 0,83 mol / 0,5 l ) = 1,66 mol / l
pH= -log 1,66 = -0,22
stimmt
Und dann für die zwei nur die Reaktiongleichung hingeschrieben :
3 HCl + Al(OH)3 -> 3 H2O + AlCl3
und ab hier kann ich nicht mehr weiter
Die stimmt aber.
2. Zur Umsetzung von wäßriger HCl-Lsg. mit festem, zugegebenen Aluminiumhydroxid, Säure-Base-Reaktion, Reaktion einer starken Säure, wäßr. HCl-Lsg., mit einer relativ schwachen Base, Al(OH)3
3 HCl(aq) + 1 Al(OH)3(s) → AlCl3(aq) + 3 H2O
3 mol HCl verbrauchen 1 mol an 3säurige Base, 3wertige Base Aluminiumhydroxid.
Das Stoffmengenverhältnis von verbrauchten Aluminiumhydroxid zu verbrauchtem Chlorwasserstoff entspricht den farblich hervorgehobenen stöchiometrischen Faktoren(Koeffizienten) in der Reaktionsgleichung.
n(Al(OH)3) verbraucht / n(HCl) verbraucht = 1 / 3
$$\dfrac{n(Al(OH)_{3})}{n(HCl)} = \frac{\blue{1}}{\red{3}}$$
$$n(Al(OH)_{3}) = \frac{\blue{1}}{\red{3}} \cdot n(HCl)$$
Die Stoffmenge an H(+)-Ionen, gleich der Stoffmenge der vollständig dissoziierten HCl-Molekülen, in 100 ml = 0,1 l der Lösung :
$$n(HCl) = c(HCl) * V(HCl) = \frac{1,66\cdot mol}{l}\cdot 0,1\cdot l \approx 0,166\cdot mol$$
$$n(Al(OH)_{3}) = \dfrac{n(HCl)}{3} = \frac{0,166}{3} \approx 0,0553\cdot mol$$
MIt der Molmasse von Al(OH)3, MAl(OH)3 = (26,982+15,9994*3+1,0079*3) g / mol = 78,0039 g / mol ≈ 78 g / mol, gerundet
m(Al(OH)3) = n(Al(OH)3) * M(Al(OH)3) =
$$m(Al(OH)_{3}) = 0,0553\cdot mol\cdot \frac{78\cdot g}{mol} \approx 4,313\cdot g$$
