Hi, hier chemweazle,
Zu
Natriumhydrogencarbonat und Phosphorsäure: Wie viel CO2 wird frei?
Ich habe Natriumbicarbonat und gebe dazu Phosphorsäure (85%). Jetzt will ich wissen wie viel CO2 frei wird wenn ich z.B. 1 ml der Säure auf 1 g NaHCO3 gebe.
Schaun mer mal nach den Massen und den zugehörigen gegeben Stoffmengen.
Molmassen:
M(H3PO4) = (1,0079*3+30,97376+15,9994*4) g / mol = 97,99506 g / mol
M(NaHCO3) = (22,98977+1,0079+12,011+15,9994*3) g / mol = 84,00687 g / mol
M(CO2) = (12,011+15,9994*2) g / mol = 44,0098 g / mol
V(Phosphorsäure, 85 proz.) = 1 ml, ρ(Phosphorsäure, 85 proz.) = 1, 88 g / ml, w(Phosphorsäure) = 0,85
1 ml der sog. 85 %igen sirupösen Phophorsäure hat eine Gesamtmasse von 1,88 g, bestehend aus der Masse der Phosphorsäure und der Masse an Wasser.
m(Phosphorsäure, 85 proz.) = 1 ml * (1, 88 g / ml) = 1,88 g
Die Masse der Phosphorsäure ist nur der Massenanteil der Phosphorsäure von 0,85 mal der Gesamtmasse von 1,88g, also 0,85 * 1,88 g = 1,598 g.
m(Phosphorsäure) = w(Phosphorsäure) * m(Phosphorsäure, 85 proz.) = 0,85 * 1,88 g = 1,598 g
Die Stoffmenge an Phosphorsäure in diesem Volumen von V(Phosphorsäure, 85 proz.) = 1 ml der 85 %igen Lösung beträgt gerundet 0,0163 mol = 16, 3 mmol.
n(Phosphorsäure) = m(Phosphorsäure) / M(Phosphorsäure) = 1,598 g * mol / 97,99506 g ≈ 0,0163 mol
Die Masse an Natriumhydrogencarbonat ist mit 1 g , entsprechend einer Stoffmenge von gerundet 0,012 mol vorgegeben.
m(NaHCO3) = 1 g ⇒ n(NaHCO3) = 1 g * mol / 84,00687 g &asymp: 0,012 mol
n(Phosphorsäure) = 0,0163 mol > n(NaHCO3) = 0,012 mol
Also die Phosphorsäure liegt im Überschuß mit 0,0163 mol vor. Das Natriumhydrogencarbonat mit 0,012 mol liegt dagegen im Unterschuß vor.
Von den 0,0163 mol Phosphorsäure reagieren höchstens 0,012 mol mit 0,012 mol NaHCO3 zu 0,012 mol CO2 und entsprechend 0,012 mol prim. Natriumphosphat, Natriumdihydrogenphosphat.
Reaktionsgleichung
| NaHCO3 | + | H3PO4 | → | NaH2PO4 | + | H2O | + | CO2(g)↑ |
| 0,012 mol | | 0,012 mol | | 0,012 mol | | 0,012 mol | | 0,012 mol |
Es können maximal 0,012 mol, entsprechend einer Masse von m(CO2) = 0,5281176 g ≈ 0,528 g freigesetzt werden.
Mit dem Molvolumen eines idealen Gases mit Vm(298 K) = ( 24,45 l / mol ) bei der Normtemperatur von θ = 25°C, entsprechend 298 K ergibt sich ein Volumen von 0,293 l an entweichenden Kohlendioxid.
VCO2) = Vm(298 K) * n(CO2) = (24,45 l / mol ) * 0,012 mol = 0,2934 l ≈ 0,293 l
