Hi, hier chemweazle,
Zu
Berechnen Sie die Stoffmengekonzentration c und die Massenkonzentration einer bei 20°C gesättigten NH4cl lösung
Dichte (Nh4cl, gesättigt, 20°C)=1,0726 g/ml = 1072,6 g /l
Mr(Nh4cl)=53,49, M(NH<sub>4</sub>Cl) = 53,49 g/mol
Das gibt mit nur diesen Angaben ein Gleichungssystem mit 2 Unbekannten, nähmlich m(H2O) und m(NH4Cl). Für zwei Unbekannte benötigt man zwei Gleichungen (Angaben), z.b: die Löslichkeit von Ammoniumchlorid( Lötsalz) bei der Temperatur von 20 Grad Celsius oder z.B. den Massenanteil der gesättigten Lösung bei der Temperatur.
Habe aus meinem Lehrbuch noch eine Löslichkeitsangabe gefunden.
Löslichkeitsmaß von Ammoniumchlorid:
37,2 g NH4Cl in 100 g H2O bei der Temperatur von θ=20°C
Lit.: Hollemann, Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 91.-100. Aufl., (1985), Walter de Gruyter, s. 950
Das heißt, man benötigt die Masse von 100g Wasser, um 37,2g Ammoniumchlorid(Lötsalz) vollständig bei der Temperatur von 20 Grad Celsius, zu lösen.
Aus den 100g Wasser plus den 37,2g Lötsalz erhält man ein Gemisch der Gesamtmasse von mges = m(H<sub>2</sub>O) + m(NH<sub>4</sub>Cl) = (100+37,2)g = 137,2 g.
Der Massenanteil des Ammoniumchlorides an der Gesamtmasse der Lösung lautet:
$$w(NH_{4}Cl) = \frac{m(NH_{4}Cl)}{m(NH_{4}Cl) + m(H_{2}O)} = \frac{37,2\cdot g}{137,2\cdot g} = 0,271$$
Die Dichte ist die Gesamtmasse, mges = m((H2O) + m(NH4Cl) pro Volumen.
$$Dichte = \dfrac{m(NH_{4}Cl) + m(H_{2}O)}{V}$$
Die Masse an Ammoniumchlorid m(NH<sub>4</sub>Cl) ist Massenanteil von Ammoniumchlorid mal mges.
$$m(NH_{4}Cl) = w(NH_{4}Cl)\cdot mges$$
Die Massenkonzentration von Ammoniumchlorid in der Lösung ist ja Masse des gelösten Ammoniumchlorids pro Volumen Lösung.
Also den Massenanteil w(NH4Cl) mal Dichte ergibt die Massenkonzentration von Ammoniumchlorid.
$$\beta(NH_{4}Cl) = \frac{m(NH_{4}Cl)}{V} = w(NH_{4}Cl)\cdot Dichte = w(NH_{4}Cl)\cdot\frac{mges}{V}= 0,271 \cdot \frac{1072,6\cdot g}{l} = 290,6746\cdot \frac{g}{l}$$
$$\beta(NH_{4}Cl) = 290,6746\cdot \frac{g}{l}$$
Die molare Konzentration ist Stoffmenge pro Gemischvolumen. Und die Stoffmenge ist Masse geteilt durch die Molmasse, n(NH4Cl) = m(NH4Cl) / M(NH4Cl).
Somit ist die molare Konzentration Massenkonzentrationgeteilt durch die Molmasse des Gelösten.
$$c(NH_{4}Cl) = \frac{n(NH_{4}Cl)}{V} = \frac{1}{M(NH_{4}Cl)}\cdot \beta(NH_{4}Cl) = \frac{1\cdot mol}{53,49\cdot g}\cdot 290,6746\cdot \frac{g}{l} = 5,434 \cdot \frac{mol}{l}$$
