Berechnen der Konzentration in einer Vorratsflasche nach Handelsangabe:

Question

Text erkannt:

Berechnen der Konzentration in einer Vorratsflasche nach Handelsangabe:
Im Chemikalienkatalog einer bekannten Firma finden Sie folgenden Eintrag:
Methancarbonsäure, Methylcarbonsäure, Ethansäure \( \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2} \)
\( \mathrm{M} 60,05 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} \)
\( \mathrm{D} 1,06-1,07 \cdot \mathrm{Kp} \approx 100^{\circ} \mathrm{C} \)
Berechnen Sie die Stoffmengenkonzentration an Essigsäure in dieser Lösung.
\( c=10,64 \mathrm{~mol} / 1 \)

Aufgabe:

Answer 1

Hi, hier chemweazle,

Zur Berechnung der molaren Einwaagekonzentration der Essigsäurelösung mit dem Massenanteil der Essigsäure von 60% bei der gegebenen Dichte von 1,06 g/ ml - 1,07 g/ml.

Methylcarbonsäure, Ethansäure CH₃CO₂H, Bruttoformel:C₂H₄O₂

w(HOAc) = 60% = 0,6 und M(HOAc) = 60,05 g/mol

D(20^°C) = 1,06 -1,07 g / ml = 1060 g / l - 1070 g/l

Die Dichte der 60%-igen, wässrigen Essigsäurelösung ist gegeben. Es ist ein binäres Gemisch bestehend aus den beiden Komponenten Wasser und Essigsäure. Der Massenanteil der gelösten Ethansäure beträgt 60% = 0,6.

Abkürzungen: Ethansäure(Essigsäure) wird mit HOAc abgekürzt, Wasser mit der Formel H₂O

Die Dichte, abgek. mit D, ist die Masse, Gesamtmasse(mges), bestehend aus der Masse des Wassers, m(H₂O) und der Masse an Essigsäure, m(HOAc) pro Volumen.

$$\boxed{D = \dfrac{mges}{V} = \dfrac{m(HOAc) + m(H_{2}O)}{V}}$$

Der Massenanteil der Essigsäure, abgk. mit w(HOAc), beträgt = 0,6.

$$w(HOAc) = \frac{m(HOAc)}{mges} = \frac{m(HOAc)}{m(HOAc) + m(H_{2}O)} = 0,6$$

Die Massenkonzentration der Essigsäure, cm(HOAc), ist der Massenanteil der Essigsäure multipliziert mit der Dichte, denn das ist dann die Masse an Essigsäure pro Volumen.

Also:
$$cm(HOAc) =\frac{m(HOAc)}{V} = w(HOAc) * D = \frac{m(HOAc)}{mges}\cdot \frac{mges}{V}$$
$$cm(HOAc) = \frac{6}{10}\cdot \frac{1060\cdot g}{l} = \frac{636\cdot g}{l}$$

Von den 1060g pro Liter Lösung sind 636g Essigsäure im Liter vorhanden.
Mit
$$n(HOAc) = \frac{m(HOAc)}{M(HOAc)}$$
folgt für die molare Einwaagekonzentration
$$c(HOAc) = \frac{cm(HOAc)}{M(HOAc)} = \dfrac{636\cdot g\cdot mol}{60,05\cdot g\cdot l}$$

c(HOAc) = 10,59 mol/l

Für die Dichte von 1070 g/l ergibt sich die Einwaagekonzentration cHOAc) = 10,64 mol/l.

Comments

Hi, hier chemweazle, schon wieder,

Erstmal eine kleine Korrektur für den Dichtewert von 1070 g/l ergibt sich ein Einwaagekonzentration für die Essigsäure von c(HOAc) = 10,69 mol/l und nicht 10,64 mol/l.

Bei einer Dichte von 1065 g/l beträgt c(HOAc) = 10,64 mol/l.
Für D= 1060 g/l , c(HOAc) = 10,59 mol/l

Grüße chemweazle