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