Welche Menge Oxalsäure Dihydrat benötigen Sie zur Erzeugung von 10 l Kohlenmonoxid bei 20°C und 1005mbar?

Question

Aufgabe:

Welche Menge Oxalsäure Dihydrat (=enthält 2 H2O Kristallwasser) benötigen Sie zur
Erzeugung von 10 l Kohlenmonoxid bei einer Temperatur von 20°C und 1005mbar?
Problem/Ansatz

in dieser Frage steht keine Standardsbedingungen. wie kann man dann die Fragen, die nicht unter Standardsbedingung gestellt werden, lösen

Answer 1

Gruß chemweazle,

Zu

Welche Menge Oxalsäure-Dihydrat benötigen Sie zur Erzeugung von 10 l Kohlenmonoxid bei 20^°C und 1005 mbar?

Die Wasserabspaltung und die Disproportionierung des Kohlenstoffs mit Oxidationsstufe in der Oxalsäure von (+III) in Kohlenmonoxid mit der Ox.-Stufe (II) im C(II)O und in die Ox.-Stufe (IV) im C(IV)O₂

Diese Reaktion kann durch Zugabe von laborüblicher konz. Schwefelsäure, Massenanteil der Schwefelsäure 90 bis 96 %, und Erwärmung erfolgen.

Reaktionsgleichung, Disproportionierung des Kohlenstoffs(III) in der Oxalsäure in C(II)O und C(IV)O₂

H-O-(C=O)-(C=O)-O-H * 2 H₂O + ΔH → C≡O_(g) ↑ + O=C=O_(g) ↑ + 3 H₂O_(l)

Rechenweg :

Bestimmung der Stoffmenge an Kohlenmonoxid, diese ist auch gleich der Stoffmenge an ebenfalls enstehenden Kohlendioxid.

Stoffmengenbilanzen und Stöchiometrische Verhältnisse

n(CO) = n(CO₂)

Ausserdem liefert 1 mol Oxalsäure 1 mol CO und 1 mol CO₂

n(Oxalsäure) = n(CO) = n(CO₂)

Schwierigkeit:

Nun ist man mit dem gegebenen Druck, p = 1,005 bar und der Temperatur, θ = 20^°C, etwas jenseits der Normalbedingungen ( 25^°C und p* = 1,013 bar ), wenn auch nicht sehr drastisch. Man kann jetzt so nicht einfach mit dem Molvolumen eines idealen Gases zur Bestimmung der Stoffmenge an CO bei Normalbedingungen rechnen.

p * V = nRT

Man kann u.a. die Stoffmenge an CO, n(CO) über das Gesetz für ideale Gase errechnen.

$$n = \frac{p\cdot V}{RT}$$

Die 2te Möglichkeit wäre erst das Molvolumen eines idealen Gases bei den gegebenen Bedingungen auszurechnen.

$$Vm = \frac{V}{n} = \frac{RT}{p}$$

Anschließend das Volumen von CO , V(CO) = 10 l durch das Molvolumen bei den gegeben Bedingungen dividieren, [ V(CO) / Vm ] = n(CO)

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Möglichkeit 1

p = 1005 mbar = 1,005 bar = 100.500 Pa = 100.500 N / m²

θ = 20^°C, entsprechend 293,16 K

Volumen an CO, V(CO) = 10 l = 0,01 m³

$$n(CO) = \dfrac{100.500\cdot N\cdot 0,01\cdot m^{3}\cdot K\cdot mol}{m^{2}\cdot 8,314\cdot Nm\cdot 293,16\cdot K}$$
$$n(CO)\approx 0,412\cdot mol$$

Die Stoffmenge an Oxalsäure ist gleich der Stoffmenge an CO, n(Oxalsäure-Dihydrat) = n(CO).

n(Oxalsäure-Dihydrat) = n(CO) = 0,412 mol

Molmasse von Oxalsäure-Dihydrat

M(HO-CO-CO-OH * 2 H₂O) = M(C₂H₆O₆) = ( 12,011*2+1,0079*6+15,9994*6 ) g / mol = 126,0658 g / mol

m(Oxalsäure-Dihydrat) = n(Oxalsäure-Dihydrat) * M(Oxalsäure-Dihydrat)

$$m(Oxalsäure-Dihydrat) = 0,412\cdot mol\cdot \frac{126,0658\cdot g}{mol} \approx 51,939\cdot g$$