Das molare Volumen
Aufgrund des Satzes von Avogadro nehmen gleiche Stoffmengen
verschiedener Gase unter gleichen Bedingungen ein gleiches
Volumen ein.
Das molare Volumen ist eine Naturkonstante.
Unter Normalbedingungen (1013 mbar und 273 K) nimmt 1 mol
eines beliebigen Gases ein Volumen von 22,4 Litern ein.
Vm = 22,4 l/mol
1 mol eines Gases
=
Einheit [Vm] = 1 l/mol
6 . 1023 Teilchen
=
22,4 Liter
Es gilt also:
O2 = 6 . 1023 Moleküle =
V(O2) =
22,4 l
2 mol Wasserstoff H2 = 12 . 1023 Moleküle =
V(H2) =
44,8 l
3 mol Chlor
Cl2 = 18 . 1023 Moleküle =
V(Cl2) =
67,2 l
4 mol Stickstoff
N2 = 24 . 1023 Moleküle =
V(N2) =
89,6 l
5 mol Helium
He = 30 . 1023 Atome
V(He) = 112,0 l
1 mol Sauerstoff
=
Aufgaben zur Stöchiometrie
1. Für welche Stoffe gilt das Gesetz von Avogadro: Vm = V : n?
a) Sauerstoff
b) Natriumchlorid
c) Wasserstoff
d) Salzsäure
e) Ozon
f) Kohlenstoff
2. Hier stimmt was nicht! Welche Gleichungen sind falsch? Berichtige!
a) n = M . m
b) V = Vm : n
c) M = m : n
d) n = Vm . V
e) Vm = V : n
f) m = n . M
3. Berechne
a) das Volumen von 5 mol Stickstoff
b) die Stoffmenge von 8 m3 Wasserstoff
c) die Stoffmenge von 200 mg Calciumcarbonat
d) das Volumen von 6 mol Kohlenstoffdioxid
e) die Masse von 2 mol Natriumhydroxid
f) das Volumen von 24 . 1023 Chormolekülen
g) die Molekülanzahl in 268,8 Liter Sauerstoff
4. Welche Masse an Aluminium muss mit Schwefelsäure reagieren,
damit 15 ml Wasserstoff entstehen?
5. Welches Volumen an Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Zersetzung
von 1,5 kg Kalkstein mit Salzsäure?
6. Ein Pilotballon wird von den Meteorologen benutzt, um die Höhe der
Unterseite der Wolken über dem Erdboden festzustellen. Der Ballon
wird dazu derart befüllt, dass seine Aufstiegsgeschwindigkeit bekannt
ist. Aus der gemessenen Zeitspanne zwischen dem Start des Ballons
und seinem Eintauchen in die Wolke kann man so auf die Höhe der
Wolkenuntergrenze schließen. Ein Pilotballon wird mit 150 . 1023
Heliumatomen befüllt. Berechne das Volumen des Ballons und die
Masse des darin befindlichen Heliumgases!
Lösungen
1.
a), c), e)
2.
Falsch sind die Angaben:
a) richtig ist: n = m : M
b) richtig ist: V = Vm . n
d) richtig ist: n = V : Vm
3.
a) V = 112 l
b) n = 357,1 mol
c) m = 0,002 g
d) V = 134,4 l
e) m = 80 g
f) V = 89,6 l
g) 72 . 1023 Moleküle
4.
2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2
m(Al) = (2 mol . 27 g/mol . 0,015 l) : (3 mol . 22,4 l/mol)
m(al) = 0,012 g = 12 mg
5.
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2
V(CO2) = (22,4 l/mol . 1 mol . 1500 g) : (1 mol . 100 g/mol)
V(CO2) = 336 l
6.
n(He) = 25 mol
V(He) = 560 l
Dichte = m : V
m(He) = 100,8 g
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molares Volumen - Kunis Chemielabor