Hi here chemweazle,
Jedes Sulfation (SO4(2-)) enthält ein Schwefelatom.
Somit ist die Stoffmenge der Sulfationen gleich der gesuchten Stoffmenge an Schwefel.
n(SO4(2-)) = n(S)
M(S) = 32,06 (g/mol)
M(BaSO4) = (137,33+32,06+4*15,9994)g/mol= 233,3876 (g/mol)
m(BaSO4) = 0,26 g
Man teile die Auswaage an Bariumsulfat (0,26 g) durch die Molmasse von Bariumsulfat und erhalte die Stoffmenge an Formeleinheiten von Bariumsulfat. Eine Formeleinheit ist in diesem Fall ein Bariumkation und ein Sulfatanion.
Die Stoffmenge an Bariumsulfatformeleinheiten entspricht bzw. ist gleich der Stoffmenge an Sulfationen und gleich der Stoffmenge an Bariumionen und diese sind gleich der Stoffmenge an Schwefelatomen, n(S).
n(BaSO4(2-)) = n(SO4(2-)) = n(S)
$$n(S) = n(BaSO_{4}) = n(SO_{4}^{(2-)}) = \dfrac{m(BaSO_{4})}{M(BaSO_{4})}$$
$$n(S) = \dfrac{0,26\cdot g\cdot mol}{233,3876\cdot g} = 0,001114 mol$$
Jetzt ist auch die Masse an Schwefel in der Analysenauswaage von Bariumsulfat erhältlich. Stoffmenge Schwefel mal Molmasse Schwefel
m(S) = n(S) mal M(S)
m(S)= 0,001114 mol * 32,06 (g/mol) = 0,0357 g
Der Massenanteil des Schwefels ist die Mase des Schwefels geteilt durch die Probemasse.(1 g)
w(S) = m(S)/Probemasse = 0,0357 g / 1 g= 0,0357
w(s)= 3,57%
b) welche masse schwefel ist unterwegs verloren gegangen(annnahme: äquimolare fällung und kein verlust durch das waschen des niederschlags) Kl (baso4)=1,081x10^-10
Reaktionsgleichung für das Lösungsgleichgewicht von Bariumsulfat
BaSO4(s) ⇔ Ba(aq.)(2+) + SO4(aq.)(2-)
Bariumsulfat ist ein 1 zu 1-Elektrolyt.
Daraus folgt, [Ba(2+)] = [SO4(2-)]
Wir substituieren die Bariumionenkonzentration durch die Sulfationenkonzentrtion und erhalten für KL:
KL = [SO4(2-)]2
$$[SO_{4}^{(2-)}] = \sqrt{KL}$$
$$[SO_{4}^{(2-)}] = \left(1,081\cdot 10^{-10} \frac{mol^{2}}{l^{2}}\right)^{1/2}$$
$$[SO_{4}^{(2-)}] = 1,04\cdot 10^{-5}\cdot \frac{mol}{l}$$
In 2,5 Liter der Analysenlösung in der die Fällung stattfand, betrug die Sulfationenkonzentration 1,04 * 10-5 mol/l. Die Stoffmenge an Sulfationen, die nicht mitgefällt wurden ergibt sich aus 1,04 * 10-5 (mol/l) mal 2,5 l. Die Stoffmenge an Sulfat, die in Lösung blieb, entspricht der verlorengegangenen Stoffmenge an Schwefel.
$$n(SO_{4}^{(2-)}) = [SO_{4}^{(2-)}]\cdot V = n(S)$$
$$n(S) = 1,04 * 10^{-5}\cdot \frac{mol}{l}\cdot 2,5 l$$
n(S) = 2,6 * 10-5 mol
Jetzt ist auch die Masse an Schwefel in der Analysenauswaage von Bariumsulfat erhältlich. Stoffmenge Schwefel mal Molmasse Schwefel
$$m(S) = 2,6 \cdot 10^{-5}\cdot mol\cdot 32,06 \frac{g}{mol}$$
m(S)=8,336 * 10-4g
Es sind 8,336 * 10-4g Schwefel während der Sulfatfällung in Lösung geblieben.
Bezogen auf die Probenmasse (1g)
8,336 * 10-4g / 1g = 0,0008336, also 0,08336 %
