Wenn (T=298K, p=1bar) Wie viel Mol Na(s) entsteht bei der Reaktion?

Question

Aufgabe:

Ein  typischer  Airbag  beinhaltet  50,0g  Natriumazid,  NaN3.  Beim  Aufprall, wird  der Airbag  aktiviert  und  bläst  sich  innerhalb  von  40ms  auf  ein  Volumen  von  60L  auf, dabei erreicht er eine Geschwindigkeit von 240 –400 km/h. Der Airbag wird durch eine Zersetzungsreaktion von NaN3 gefüllt, da dabei N2 entsteht. Wenn  50,0g  NaN3 zersetzt  werden,  wie  viel  Mol N2(g)  wird  dabei produziert?  Wie viel  Gramm  N2(g)  werden  produziert?  Welches  Volumen  N2(g)  entsteht?  (T=298K, p=1bar) Wie viel Mol Na(s) entsteht bei der Reaktion? Wie viel Gramm Na(s) entstehen? Um  das  hochreaktive  und möglicherweise  Na(s)  zu  entfernen  muss  eine Folgereaktion stattfinden. Ermittle wie viel Gramm KNO3notwendig sind um das Na vollständig abreagieren zu lassen. Wie viel zusätzliches N2 (in Gramm und Liter) wird durch die Folgereaktion freigesetzt.

Problem/Ansatz:

Ich weiß nicht wie ich vorangehen soll!!

Answer 1

Salut,

Der Airbag wird durch eine Zersetzungsreaktion von NaN3 gefüllt, da dabei N2 entsteht. Wenn  50,0g  NaN3 zersetzt  werden,  wie  viel  Mol N2(g)  wird  dabei produziert?

2 NaN₃   →   2 Na  +  3 N₂

Molare Masse (NaN₃) = 65 g/mol

Stoffmenge n (NaN₃)  =  m (NaN₃) / M (NaN₃)  =  50,0 g / 65 g mol^-1  =  0,769 mol.

Das Stoffmengenverhältnis NaN₃ : N₂ beträgt laut Reaktionsgleichung 2 : 3 bzw. 1 : 3/2.

Aus 0,769 mol NaN₃ entstehen somit 1,153 mol N₂.

Wie viel  Gramm  N2(g)  werden  produziert?

Molare Masse (N₂) = 28,0134 g mol^-1

m  =  n * M

m (N₂)  =  1,153 mol * 28,0134 g mol^-1  =  32,299 g

Welches  Volumen  N2(g)  entsteht?  (T=298K, p=1bar)

V (N₂)  =  n (N₂) * R * T / p

=  1,153 mol * 8,31 kPa * L * mol^-1 * K^-1 * 298 K  /  100 kPa

V (N₂)  =  28,55 L

Wie viel Mol Na(s) entsteht bei der Reaktion?

Nochmals ein Blick auf die Reaktionsgleichung:

2 NaN₃  →  2 Na  +  3 N₂    

Das Stoffmengenverhältnis NaN₃ : Na beträgt 2 : 2 bzw. 1 : 1.

Aus 0,769 mol eingesetztem NaN₃ entstehen also 0,769 mol Natrium.

Wie viel Gramm Na(s) entstehen?

Molare Masse (Na) = 22,989 g mol^-1

n (Na)  =  0,769 mol * 22,989 g mol^-1  =  17,678 g

Ermittle wie viel Gramm KNO3notwendig sind um das Na vollständig abreagieren zu lassen.

10 Na  +  2 KNO₃   →   5 Na₂O  +  K₂O  +  N₂

Stoffmengenverhältnis Na : KNO₃ beträgt 10 : 2 bzw. 1 : 1/5.

Bei einer Stoffmenge von 0,769 mol Natrium müssen also 0,1538 mol KNO₃ zum Einsatz kommen.

m (KNO₃)  =  0,1538 mol * 101,103 g mol^-1  =  15,549 g

Wie viel zusätzliches N2 (in Gramm und Liter) wird durch die Folgereaktion freigesetzt.

10 Na  +  2 KNO₃  →  5 Na₂O  +  K₂O  +  N₂

Stoffmengenverhältnis Na : N₂  =  10 : 1 bzw. 1 : 1/10.

Aus 0,769 mol Natrium entstehen 0,0769 mol N₂.

m (N₂)  =  0,0769 mol * 28,013 g mol^-1  =  2,154 g

V (N₂)  =  n * Vm  =  0,0769 mol * 22,4 L mol^-1  =  1,722 L

Schöne Grüße :)