Berechne das entstehende Volumen an Chlorgas.

Question

Aufgabe:

Kochsalz wird durch Elektrolyse (= Zerlegung der Verbindung in seine Elemente mithil- fe des elektrischen Stroms) in Natrium und Chlor zerlegt.

a) Wie viel Gramm Natrium erhält man theoretisch aus 20 kg Kochsalz?

b) Berechne das entstehende Volumen an Chlorgas.

Freue mich auf die Antwort;)

Comments

Vom Duplikat:

Titel: A) wie viel Gramm Natrium erhält man theoretisch aus 20kg Kochsalz?

Stichworte: chemie,volumen,berechnen

Aufgabe

kochsalz wird durch elektrolyse (=zerlegung der verbindung in seine elemente mithilfe des elektrischen stroms) in natrium und chlor zerlegt

A) wie viel Gramm Natrium erhält man theoretisch aus 20kg Kochsalz?

B) berechne das entstehende Volumen an chlorgas?

Kann mir jemand bei der Aufgabe bitte helfen

Answer 1

Salut,

vielleicht hier noch einmal eine einfachere Antwort ...

Kochsalz wird durch Elektrolyse (= Zerlegung der Verbindung in seine Elemente mithil- fe des elektrischen Stroms) in Natrium und Chlor zerlegt.

a) Wie viel Gramm Natrium erhält man theoretisch aus 20 kg Kochsalz?

2 NaCl +  2 H₂O   →   Cl₂ +  2 NaOH +  H₂

Betrachte daraus zunächst die relevanten Stoffmengenverhältnisse:

NaCl : NaOH : Cl₂ =  2 : 2 : 1 bzw. 1 : 1 : 0,5

Welcher Stoffmenge entsprechen nun 20 kg NaCl (Kochsalz) ?

n (NaCl)  =  m (NaCl) / M (NaCl)  =  20 000 g / 58,44 g mol^-1 =  342,23 mol

n (NaCl)  =  n (NaOH)

Daraus folgt für die gesuchte Masse an Natrium:

m (Na)  =  n (Na) * M (Na)  =  342,23 mol * 22,99 g mol^-1 =  7,867 kg

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b) Berechne das entstehende Volumen an Chlorgas.

n (Cl₂)  =  0,5 * 342,23 mol =  171,115 mol

Daraus folgt für das gesuchte Volumen:

V (Cl₂)  =  n (Cl₂) * V_m

Das molare Volumen (V_m) eines idealen Gases beträgt im Standardzustand (SATP) 24,78 Liter pro mol:

V (Cl₂)  =  171,115 mol * 24,78 L mol^-1 =  4240,2 L

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Comments

Gruß chemweazle,

Aufgabe:

Kochsalz wird durch Elektrolyse (= Zerlegung der Verbindung in seine Elemente mithil- fe des elektrischen Stroms) in Natrium und Chlor zerlegt.

a) Wie viel Gramm Natrium erhält man theoretisch aus 20 kg Kochsalz?

b) Berechne das entstehende Volumen an Chlorgas.

Also von der Aufgabenstellung her mußte ich auf die Schmelz-Elektrolyse schließen, da auch elementares Natrium (Natrium-Metall) enstehen soll.

Bei der Elektrolyse in Wasser entsteht anstelle des Natrium-Metalls NaOH.

Bei der Elektrolyse der gleichen Stoffmenge an NaCl in wäßriger Lösung entsteht auch die gleiche Stoffmenge an Chlor, wie bei der Schmelz-Elektrolyse.

Das ist natürlich eine heftige Aufgabe, wenn Redox-Reaktionen noch nicht als Thema ansatzweise behandelt wurden.

Answer 2

Gruß chemweazle,

Berechne das entstehende Volumen an Chlorgas.

Kochsalz wird durch Elektrolyse (= Zerlegung der Verbindung in seine Elemente mithil- fe des elektrischen Stroms) in Natrium und Chlor zerlegt.

Schmelz-Elektrolyse von NaCl(Halit)

Reaktionsgleichungen

1. Schmelzen des festen, kristallinen NaCl

NaCl_(s) → NaCl_{(l, Kristallschmelze)} ≡ [ Na^⊕ * Cl^⊖ _{(l, Schmelze)} ]

2. Redoxreaktionen an der Kristallschmelze

2.1 Anodische Oxidation der Chloridionen

Cl^⊖ _{(l, Schmelze)} ⇌ ¹/frasl;₂ Cl_2(g) ↑ + 1 e^⊖

2,2 Kathodische Reduktion der Natriumionen

Na^⊕_{(l, Schmelze)} + 1 e^⊖ ⇌ Na⁰_{(s, Metall)}

**********************

Molmassen

M(NaCl) = (22,98977+35,453) g / mol = 58,44277 g / mol
M(Na) = 22,98977 g / mol
M(Cl) = 35,453 g / mol

a) Wie viel Gramm Natrium erhält man theoretisch aus 20 kg Kochsalz?

Aus 1 mol NaCl erhält man durch die Schmelzelektrolyse von 1 mol NaCl, bei vollst. Umsatz, 1 mol Natrium-Metall(elementares Natrium) und dazu 0,5 mol Chlorgas.

n (Na⁰) = n(NaCl)_umgesetzt

Die Masse von 20 kg NaCl, m(NaCl) = 20.000 g, hat folgende Stoffmenge, mit n(NaCl) = m(NaCl) / M(NaCl):
$$n(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{M(NaCl)} = \frac{20.000\cdot g\cdot mol}{58,44277\cdot g} \approx 342,215\cdot mol$$

n (Na⁰) = n(NaCl)_umgesetzt

⇒ n (Na⁰) ≈ 342,215 mol

Masse an maximal gewinnbaren Natrium-Metall, m(Na⁰) = n (Na⁰) * M(Na)

m (Na⁰) = 342,215 mol * 22,98977 ( g / mol ) = 7867,44414055 g ≈ 7,868 kg

b) Berechne das entstehende Volumen an Chlorgas.

1 mol NaCl enthält ein mol Chloridionen. Aus 1 mol Chloridionen kann nur 0,5 mol Chlorgas, besteghend aus Cl₂-Molekülen, entstehen.

Aus 1 mol NaCl kann also höchstens 0,5 mol Chlorgas entstehen.

Das Stoffmengenverhältnis von Chlorgas zur Stoffmenge an NaCl, n(Cl₂) / n(NaCl), ist das Verhätnis der stöchiometrischen Faktoren aus der Reaktionsgleichung .

$$\dfrac{n(Cl_{2})}{n(NaCl)} = \frac{1}{2} \Rightarrow n(Cl_{2}) = \frac{1}{2}\cdot {n(NaCl)$$

Mit n(NaCl) = 342,215 mol ⇒ n(Cl₂) = 0,5 * n(NaCl) = 0,5 * 342,215 mol = 171,1075 mol

Die Stoffmenge von 171,1075 mol Chlorgas, n(Cl₂), als perfektes Gas ergibt unter Standardbedingungen, ein Volumen von dieser Stoffmenge multipliziert mit dem Molvolumen des idealen Gases bei Standardbedingungen, V(Cl₂) = n(Cl₂) * Vm(298 K, 1013 bar)

Bei einer Temperatur von θ = 25°C, entspr. 298,16 K und dem Stardard-Druck von p* = 1,013 bar beträgt das Molvolumen des idealen Gases, Vm(298 K, 1013 bar) = 24,46 l / mol

V(Cl₂) = n(Cl₂) * Vm(298 K, 1013 bar) = 171,1075 mol * 24,46 ( l / mol ) = 4185,28945 l ≈ 4,185 m³

Es enstehen maximal bei der Anodischen Oxidation der Schmelz-Elektrolyse von der Masse von 20 kg NaCl, Stoffmenge, n(NaCl) = 342,215 mol, 4185,28945 l ≈ 4,185 m³ an Volumen Chlorgas.

Comments

Redoxreaktionen? Es sollte eigentlich da nicht vorkommen, weil es nicht unser Thema ist.

Es wurden sovieles benutzt was ich nicht kenne und irgendwie verstehe ich das ganze nicht.