Question

Wieviel Gramm Natriumhydroxyd / Natronlauge werden benötigt?
10gHCl100%→100%NaOH:∼
3gHCl10%−>100%NaOH:∼
10gH2SO420%→10%NaOH:∼
NaOH:39,997g/mol
HCl:36,46g/mol
H2SO4:98,079g/mol

Comments

Das ist die Aufgabe da wir aber ein schwer zu verstehenden Lehrer haben kann das keiner aus meiner Klasse im Ansatz. Das heißt es wäre eine gute Hilfe nicht nur für mich sondern auch für meine ganze Klasse da sonst keiner die Hausaufgaben hat

Answer 1

Hi, hier chemweazle,

Zu
Wieviel Gramm Natriumhydroxyd / Natronlauge werden benötigt?
10gHCl100%  +  100%NaOH →
3gHCl10%  +  100%NaOH →
10gH2SO420%  +  10%NaOH →

Reaktion: Säure-Base-Reaktion, starke Säure mit starker Base
Reaktionsgleichung
HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Man bestimme zunächst die Stückzahl(Anzahl) der HCl-Moleküle gemessen in mol.
Man teile die jeweils gegebene Masse von Chlorwasserstoff m(HCl) durch die Molmasse von HCl, M(HCl). Man schaut wie oft passt die Molmasse in die angegebene Masse an HCl hinein. Man erhält die Anzahl der moleküle, die in Lösung sicherlich in Ionen dissoziert vorliegt.
$$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)}$$

Zur Umsetzung(Neutralisation, Säure-Basereaktion) benötigt man die gleiche Stoffmenge an Hydroxidionen(OH^(-)). Diese sind in der Gleichen Stoffmenge an Formeleinheiten in Natriumhydroxid enthalten. Eine Formeleinheit Natriumhydroxid enthält ein Hydroxidion, das Anion, (OH^(-)) und als kation ein Natriumion (Na⁽⁺⁾). Das wird abgekürzt mit NaOH geschrieben.

Also: $$n(HCl) = n(NaOH) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)}$$
Nun möchte man die Masse an Natriumhydroxid, m(NaOH), kennen, damit man weiß, wieviel man an NaOH abwiegen muß.
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH)

Molmassen
M(NaOH) = 39,997 g/mol
M(HCl) = 36,46 g/mol
M(H₂SO₄) = (1,0079*2+32,06+15,9994*4) g/mol =98,0734 g / mol

Für m(HCl) = 3 g

$$n(HCl) = \frac{3\cdot g\ mol}{ 36,46\cdot g} = n(NaOH) = 0,0823 mol$$
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH)
$$m(NaOH) = 0,0823 mol \cdot \frac{39,997\cdot g}{mol} = 3,292\cdot g$$

Für m(HCl) = 10 g

$$n(HCl) = \frac{10\cdot g\cdot mol}{ 36,46\cdot g} = n(NaOH) = 0,2743 mol$$
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH)
$$m(NaOH) = 0,2743 mol \cdot \frac{39,997\cdot g}{mol} = 10,971\cdot g$$

Zur Schwefelsäure

Reaktion: Säure-Base-Reaktion, starke Säure mit starker Base
Reaktionsgleichung

1 H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O

Die Schwefelsäure ist eine 2wertige, oder auch 2basige Säure. Zur vollständigen Umsetzung zum Natriumsulfat benötigt man die doppelte Stoffmenge an Natriumhydroxid wie Schwefelsäure.
Die Stoffmenge an benötigter NaOH verhält sich zur Stoffmenge an verbrauchter, zweiwertiger Schwefelsäure wie die stöchiometrischen Koeffizienten in der Reaktionsgleichung 2:1.

n(NaOH) / n(H₂SO₄) = 2:1

n(NaOH)(benötigt) = 2 * n(H₂SO₄)

Nun liegt die Schwefelsäure in verdünnter Form vor. Ihr Massenanteil, w(Schwefelsäure), beträgt 20%.
Die verd. Schwefelsäure-Lösung ist ein Gemisch bestehend aus 2 Komponenten, Schwefelsäure und Wasser.
Man nennt Mischungen, die aus 2 Komponenten bestehen, binäre Gemische.
Der Massenanteil der Schwefelsäure ist der Anteil der Masse an Schwefelsäure von der Gesamtmasse der Mischung, bestehend aus Schwefelsäure und Wasser.
Der Massenanteil der Schwefelsäure ist das Verhältnis der Masse an Schwefelsäure zur Gesamtmasse, Masse Schwefelsäuer plus Masse Wasser.

$$w(Schwefelsäure) = \dfrac{m(Schwefelsäure)}{m(Schwefelsäure) + m(Wasser)} = \frac{20}{100} = \frac{1}{5}$$
Die Masse an Schwefelsäure ist ein Fünftel der Gesamtmasse.

Gesamtmasse an Schwefelsäure: m_ges(Schwefelsäure) = 10 g

$$m(Schwefelsäure) = w(Schwefelsäure)\cdot m_{ges}(Schwefelsäure) = \frac{1}{5}\cdot 10\cdot g = 2\cdot g$$

m(Schwefelsäure) = 2 g = m(H₂SO₄)

$$n(H_{2}SO_{4}) = \dfrac{m(H_{2}SO_{4})}{M(H_{2}SO_{4})} = \frac{2\cdot g\cdot mol}{98,0734\cdot g} = 0,0203 mol$$

n(NaOH) = 2 * n(H₂SO₄)

n(NaOH) = 2 *  0,0203 mol = 0,0406 mol

m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH)

$$m(NaOH) = 0,0406 mol\cdot \frac{39,997\cdot g}{mol} = 1,6238782\cdot g, gerundet: 1,624\cdot g$$