Qualitative Analyse bei folgende Chemieaufgabe?

Question

Aufgabe:

Hey Leute,

ich komme bei folgenden Chemieaufgaben nicht weiter:

1.) Berechne die Masse von CO2, wenn
a) 30g Propan verbrannt wurden.
b) 10g Wasser entstehen bei der Verbrennung von Propan

2.) Berechne die Masse von Pentan, wenn
a) 3 mol Wasser entstehen.
b) 20 mol CO2 entstehen.

Problem/Ansatz:

Könnt ihr mir bitte zeigen, wie man das löst. Ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir die 1a,b und 2a,b lösen würdet, damit ich den Rest alleine machen kann.

LG

Answer 1

Gruß chemweazle,

Zur

Aufgabe:

1.) Berechne die Masse an CO₂, wenn

a)30 g Propan verbrannt wurden

b)10g Wasser entstehen, bei der Verbrennung von Propan

2.) Berechne die Masse von Pentan, wenn

a) 3 mol Wasser entstehen.

b) 20 mol CO2 entstehen.

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Molmassen der Edukte und Produkte

M(H₂O) = (1,0079*2+15,9994) g / mol = 18,0152 g / mol

M(CO₂) = (12,011+15,9994*2) g / mol = 44,0098 g / mol

M(C₃H₈) = (12,011*3+1,0079*8) g / mol = 44,0962 g / mol

M(C₅H₁₂) = (12,011*5+1,0079*12) g / mol = 72,1498 g / mol

_________________________________________________________________________________________ Stöchiometrie

Ein Propanmolekül besitzt 8-H-Atome und 3 C-Atome. Beidessen Verbrennung enstehen somit 4 Wassermoleküle mit je 2 Wasserstoffatomen plus 3 Kohlendioxidmoleküle.

Anolog enstehen bei der vollständigen Verbrennung eines Pentanmoleküls mit 12 H-Atomen und 5 C-Atomen 6 Wassermoleküle plus 5 Kohlendioxidmoleküle.

Verbrennt eine Stückzahl von einem ganzen mol Pentanmoleküle, so entstehen 5 mol CO₂-Moleküle und zusätzlich 6 mol Wassermoleküle.

Die Stoffmengenverhältnisse( Molekülstückzahlverhältnisse) der bei der vollständigen Verbrennung verbrauchten Alkanmoleküle (Propan und Pentan) zu den Produkten (Kohlendioxid und Wasser) entsprechen den Stöchiometrischen Faktoren in den Reaktionsgleichungen.

Reaktionsgleichungen

1. Vollständige Verbrennung von Propan

1 C₃H_8(g) + 5 O_2(g) → 3 CO_2(g) + 4 H₂O_(g)

2. Vollständige Verbrennung von Pentan

1 C₅H_12(g) + 8 O_2(g) → 5 CO_2(g) + 6 H₂O_(g)

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Zu 1.) Berechne die Masse an CO2, wenn a)30 g Propan verbrannt wurden
Bei der Verbrennung vo 1 mol Propan enstehen 3 mol Kohlendioxid.
Das Stoffmengenverhältnis von Stoffmenge an Kohlendioxid zu Stoffmenge an verbranntem Propan lautet: 3 : 1. Das ist das Verhältnis der Stöchiometrischen Koeffizienten, entnommen aus der Reaktionsgleichung.
$$\frac{n(CO_{2}}{n(Propan)_{verbrannt}} = \frac{3}{1}$$

n(CO₂) = 3 * n(Propan_verbrannt)

Die Masse an CO₂, m(CO₂), ergibt sich aus Stoffmenge mal Molmasse.

m(CO₂) = n(CO₂) * M(CO₂)

Die Stoffmenge an verbranntem Propan ergibt sich aus der Masse an Propan, m(Propan) geteilt durch die Molmasse von Propan, M(Propan).

$$n(Propan_{verbrannt}) = \frac{m(Propan)}{M(Propan)} = \frac{30\cdot g\cdot mol}{44,0962\cdot g} \approx 0,680 mol$$

n(CO₂) = 3 * n(Propan_verbrannt) = 3 * 0,680 mol = 2,040 mol

m(CO₂) = n(CO₂) * M(CO₂)

$$m(CO_{2}) = 2,04\cdot mol\cdot \frac{44,0098\cdot g}{mol} \approx 89,78\cdot g$$

Zu 1b). Berechne die Masse an CO₂, wenn 10 g H₂O entstehen

Bei der Verbrennung von 1 mol Propan entstehen 3 mol CO₂ plus 4 mol H₂O

Das Stoffmengenverhältnis von der Stoffmenge an CO₂, n(CO₂), zur Stoffmenge an Wasser lautet:

$$\frac{n(CO_{2})}{n(H_{2}O)} = \frac{3}{4} = 0,75$$
$$n(H_{2}O) =  \frac{m(H_{2}O)}{M(H_{2}O)} = \frac{10\cdot g\cdot mol}{18,0152\cdot g} \approx 0,555\cdot mol$$

n(CO₂) = 0,75 * n(H₂O) = 0,75 * 0,555 mol = 0,41625 mol

$$m(CO_{2}) = n(CO_{2}) * M(CO_{2}) = 0,41625\cdot mol\cdot \frac{44,0098\cdot g}{mol} \approx 18,319\cdot g$$
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Zu 2a). Berechne die Masse von Pentan, wenn 3 mol Wasser entstehen.

Bei der Verbrennung von 1 mol Pentan enstehen 6 mol Wasser.

Das Stoffmengenverhältnis n(Pentan_verbrannt) zu Wasser ist 1 : 6.

$$\frac{n(Pentan_{verbrannt})}{n(H_{2}O)} = \frac{1}{6}$$

n(Pentan_verbrannt) = ¹⁄₆ * n(H₂O)

n(Pentan_verbrannt) = ¹⁄₆ * 3 mol = 0,5 mol

m(Pentan) = n(Pentan) * M(Pentan) = 0,5 mol * ( 72,1498 g / mol ) = 36,0749 g ≈ 36,075 g

Zu 2b). Berechne die Masse von Pentan, wenn 20 mol CO₂ entstehen.

Bei der Verbrennung von 1 mol Pentan enstehen 5 mol CO₂.

$$\frac{n(Pentan)}{n(H_{2}O)} = \frac{1}{5}$$

n(Pentan_verbrannt) = ¹⁄₅ * n(H₂O)

n(Pentan_verbrannt) = ¹⁄₅ * 20 mol = 4 mol

m(Pentan) = n(Pentan) * M(Pentan) = 4 mol * ( 72,1498 g / mol ) = 288,5992 g ≈ 288,6 g