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Molmasse und Molvolumen

2010-06-23T14:27:37Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

Das Massenverhältnis gibt vor wie viel Mol Edukten man reagieren lassen soll, damit die Reaktion abläuft. Im obigen Beispiel muss man 1 Mol Eisen mit 1 Mol Schwefel reagieren lassen. Achtung: Produkt ist dann auch 1 Mol und nicht 2 !

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten.

: 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl) Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

==Beispiele==

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch..jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck und damit auch das Volumen.

Anders gesagt: Ist die Kinetische Energie von diesen Gasteilchen konstant, so ist auch die Temperatur konstant und somit auch der Platzbedarf konstant.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker [[Wikiseite_für_Studierende#Weblinks|Amadeo Avogadro]], der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-06-23T14:15:51Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

Das Massenverhältnis gibt vor wie viel Mol Edukten man reagieren lassen soll, damit die Reaktion abläuft. Im obigen Beispiel muss man 1 Mol Eisen mit 1 Mol Schwefel reagieren lassen. Achtung: Produkt ist dann auch 1 Mol und nicht 2 !

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten.

: 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl) Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch..jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker [[Wikiseite_für_Studierende#Weblinks|Amadeo Avogadro]], der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-06-23T14:13:46Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

Das Massenverhältnis gibt vor wie viel Mol Edukten man reagieren lassen soll, damit die Reaktion abläuft. Im obigen Beispiel muss man 1 Mol Eisen mit 1 Mol Schwefel reagieren lassen. Achtung: Produkt ist dann auch 1 Mol und nicht 2 !

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch..jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker [[Wikiseite_für_Studierende#Weblinks|Amadeo Avogadro]], der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T15:34:59Z

07H OezNer: /* Der Satz von Avogadro */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch..jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker [[Wikiseite_für_Studierende#Weblinks|Amadeo Avogadro]], der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T15:25:02Z

07H OezNer: /* Berechnen der Anzahl Teilchen */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch..jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Papiertaschentuch..jpg

2010-05-30T15:24:27Z

07H OezNer:

Datei:Papiertaschentuch.jpg

2010-05-30T15:23:02Z

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Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T15:17:48Z

07H OezNer: /* Molvolumen */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T15:15:12Z

07H OezNer: /* Molvolumen */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet:

Ist die Anzahl Gasteilchen in einem bestimmten Volumen von der Art der Teilchen (Grösse / Masse) abhängig?

Saubere Überlegung;

- Kinetische Gastheorie:

[[Bild:Ekin.jpg‎ ]]

Die mittlere kinetische energie hängt von der '''Temperatur (T)''' ab; sie nimmt mit der Temperatur zu.

Die Summe aller Stösse der Gasteilchen (miteinander und mit der Gefässwand) verursacht den Druck eines Gases. Je grösser die Anzahl Gasteilchen sowie die kinetische Energie der Gasteilchen, umso grösser ist der Druck.

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Ekin.jpg

2010-05-30T15:07:25Z

07H OezNer:

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:55:04Z

07H OezNer: /* Molvolumen */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

[[Bild:Umrechnungsformel.jpg‎ ]]

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Umrechnungsformel.jpg

2010-05-30T14:54:19Z

07H OezNer:

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:37:40Z

07H OezNer: /* Berechnen der Anzahl Teilchen */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:37:23Z

07H OezNer: /* Berechnen der Anzahl Teilchen */

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.

== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:36:54Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch '''9.23 * 1019 Teilchen''' enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:36:27Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Papiertaschentuch 9.23 * 1019 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:33:26Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T14:31:58Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

[[Bild:Papiertaschentuch.jpg‎ ]]

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Papiertaschentuch.jpg

2010-05-30T14:30:53Z

07H OezNer:

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:58:26Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:58:03Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def.: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

Def.: Molmasse entspricht einer Stoffmenge, welche 1 Mol Teilchen enthält. Die Einheit der Molmasse ist g/Mol. Die Molmasse entspricht, der in g ausgedrückten Teilchenmasse eines Stoffes.

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:55:26Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

Def: Ein Mol entspricht der Menge eines Stoffs, die NA (=Avogadro-Zahl), d.h. 6,02 · 1023 Teilchen enthält

1 mol ist also eine Teilchenanzahl wie z.B. 1 Dutzend = 12 Teilchen. 1 mol = 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)Teilchen

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:47:36Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle1.jpg‎]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Molmasse Tabelle1.jpg

2010-05-30T13:46:35Z

07H OezNer:

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:44:29Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

[[Bild:Zentrale_frage.jpg‎ ]]

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Zentrale frage.jpg

2010-05-30T13:43:54Z

07H OezNer:

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:42:17Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Experiment: Eisen + Schwefel

[[Bild:Eisen + Schwefel.jpg ]]

Zentrale Frage: Wieviele '''Teilchen''' sind in einer bestimmten Menge eines Stoffes?

'''Teilchen''' sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Eisen + Schwefel.jpg

2010-05-30T13:39:25Z

07H OezNer:

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:03:38Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Zentrale Frage: Wieviele '''Teilchen''' sind in einer bestimmten Menge eines Stoffes?

'''Teilchen''' sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:03:15Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Zentrale Frage: Wieviele Teilchen sind in einer bestimmten Menge eines Stoffes?

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen

Ione --> Bei Salzen

Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-30T13:00:24Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Zentrale Frage: Wieviele Teilchen sind in einer bestimmten Menge eines Stoffes?

Teilchen sind:

Atome --> Bei Gasen
Ione --> Bei Salzen
Moleküle --> Bei Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-25T07:10:19Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Zentrale Frage: Wieviele Teilchen sind in einer bestimmten Menge eines Stoffes?

Teilchen sind: Atome --> Bei Gasen
Ione --> Bei Salzen
MoleküleBei --> Nichtmetal-Verbindungen

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Molmasse und Molvolumen

2010-05-25T07:05:40Z

07H OezNer:

Um für bestimmte Reaktionen ausgehend von den Edukten und Produkten die Mengen der einzelnen Stoffe zu berechnen (siehe [[Chemisches Rechnen]]), muss man natürlich zuerst wissen, wie man von einer bestimmten Menge eines Stoffes die Anzahl Teilchen berechnen kann. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie man mit der Masse bzw. dem Volumen eines Stoffs diese Anzahl berechnen kann. Eine sehr entscheidende Rolle spielt dabei das Mol.

== Molmasse ==

Zentrale Frage: Wieviele Teilchen sind in einer bestimmten Menge eines Stoffes?

[[[[Bild:Molmasse_Tabelle.jpg‎ ]]]]

Die Zahl 6,02 · 1023 ist die Avogadro-Zahl. Sie wird mit der Teilchenebene multipliziert, um die sichtbare Ebene zu erhalten. Die Avogadro-Zahl wird ausserdem zur Umrechnung von Unit in Gramm benutzt:

: 6,02 · 1023 Unit entsprechen 1 Gramm 

1 mol ist eine Anzahl wie z.B. 1 Dutzend. 1 mol entspricht 6,02 · 1023 (Avogadro-Zahl!)

=== Berechnen der Anzahl Teilchen ===
Dazu brauchen noch folgende Definitionen:

 m = Menge des Stoffs

n = Anzahl Mol

M = Molmasse

m (in g) = n (in mol) · M (in g/mol) 

Mit diesen Informationen können wir jetzt die Antwort auf die zentrale Frage finden. Man geht dabei in drei Schritten vor:

'''I'''     Bestimmen der Molmasse

'''II'''    Berechnen der Anzahl Mol

'''III'''   Berechnen der Anzahl Teilchen durch Multiplizieren mit der Avogadro-Zahl.

==== Beispiel ====
Wir ermitteln jetzt die Anzahl der Teilchen, die in einem Gramm H2 enthalten sind.

''' I '''     Molmasse H2 ⇒ 2g/mol

''' II '''    1g   =   n · 2g/mol

      n  =   0.5 mol

''' III '''   1 mol → 6.02 · 1023 Teilchen

      0.5 mol → 3.01 · 1023 Teilchen

Somit wissen wir jetzt, dass in einem Gramm H2 3.01 · 1023 Teilchen enthalten sind.
== Molvolumen ==

Da es bei Gasen keinen Sinn macht, die Masse anzuschauen, benutzt man für diese das Volumen. Das Molvolumen gilt nur bei Gasen. Die zentrale Frage ist hierfür leicht abgeändert:
Wieviele Teilchen sind in einem bestimmten Volumen eines Gases?

Das Volumen eines Gases ist nicht immer gleich, es ist abhängig von Druck und Temperatur. Um nicht jedesmal ein anderes Molvolumen zu bekommen, hat man sich auf Normalbedingungen (nicht zu verwechseln mit den Standardbedingungen!) geeinigt. Diese lauten wie folgt:

Druck (p) = 1,013 bar

Temperatur (T) = 0°C = 273°K

Bei diesen Bedingungen wird ein Gas als ideal bezeichnet und hat das Molvolumen von ≈ '''22,4 l/mol'''.

Umrechnung:

: VNB · pNB / TNB = Vx · px / Tx

: Vx = VNB · pNB · Tx / TNB · px = VNB · pNB / TNB · Tx / px

: (VNB   =   Volumen bei Normalbedingungen; Vx   =   Volumen bei jeweiliger Situation etc.)

Eine Frage stellt sich aber noch, diese lautet: "Hängt das Molvolumen von der Art der Teilchen ab?"

Nehmen wir einmal an, dass die wichtigen Faktoren bei einem Teilchen die '''Geschwindigkeit v''' und die '''Masse m''' sind. Beide Faktoren fassen wir jetzt als eines zusammen, und zwar ersetzen wir sie durch den Begriff '''Platzbedarf''', wobei Platzbedarf = f ist.

In der Gleichung für die Kinetische Energie Ekin erfahren wir zusätlich, dass der Platzbedarf multipliziert mit der Geschwindigkeit, die doppelte Ekin ergibt:

: Ekin   =   (f · v)/2   =   (m · v2)/2

Somit lässt sich klarstellen, dass bei konstanter kinetischer Energie und Temperatur auch der Platzbedarf gleich bleibt:

: Kinetische Energie   =   const. ⇒ Temperatur   =   const. ⇒ Platzbedarf   =   const.

In Worten gefasst kann man also sagen, dass Teilchen mit kleiner Masse zwar winziger sind, doch durch ihre erhöhte Geschwindigkeit gleich viel Platz brauchen als grosse Teilchen, welche sich langsamer fortbewegen und durch ihre Masse den gleichen Bedarf an Platz decken.

=== Der Satz von Avogadro ===
[[Bild:AVOGADRO.jpg |thumb|right|Amadeo Avogadro; Bild stammt von:[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2006/March/Avogadro.asp]]]

Die vorherige Erkenntnis über den Platzbedarf stammte von dem italienischen Physiker und Chemiker Amadeo Avogadro, der auch die Avogadro-Zahl einführte. Sein Satz lautet wie folgt:

<BIG> "Gleiche Volumen verschiedener Gase enthalten bei konstanten Bedingungen die gleiche Anzahl Teilchen." </BIG>

Mit diesem Satz wurden auch die '''Standardbedingungen''' festgelegt, da man jetzt wusste, dass jedes Gas bei gleicher Temperatur und Druck das gleiche Molvolumen haben musste. Die Standardbedingungen setzen voraus, dass die Temperatur bei '''25°C (298 K)''' und der Druck bei '''1013 hPa''' liegen. Bei dieser speziellen Situation beträgt das Molvolumen ≈ '''25l/mol'''.

=== Experimentelle Bestimmung des Molvolumens ===

[[Bild:MOLVOLUMENEXP.jpg]]

In diesem Experiment versuchen wir das Molvolumen von Butan (C4H10) aus einem Nachfüllbehälter zu bestimmen, indem wir ein mit Wasser gefülltes Glas in ein Wasserbecken tauchen, 1l Butangas hineinfliessen lassen und schliesslich mit den ermittelten Angaben das Molvolumen bestimmen. Dazu brauchen wir das in diesem Kapitel erworbene Wissen.

:Gewicht des Nachfüllbehälters: Vor dem Einflössen des Gases:   55.52g

:::::::: Nach dem Einflössen des Gases: 53.10g

Berechnen des Gewichts, welches ein Liter Butan hat:

:m (''Menge des Stoffs'') = 55.52g - 53.10g = '''2.42g Butangas''' entsprechen '''1l'''

Berechnen der Anzahl Teilchen, welche darin vorhanden sind:

: Butan C4H10:    58g = 1 mol
:::         2.42g = x
::::        x = 0.0417 mol

'''2.42g''' entsprechen '''0.0417 mol'''

Bestimmen des Molvolumens von Butan:

:    0.0417 mol = 1l
::: 1 mol = xl
::: 1 mol =23.9l

Somit schliessen wir diese Aufgabe mit einem '''Molvolumen''' von '''23.9l''' ab.

== Quellen ==
* Chemieunterlagen
* Wikipedia
== Weblinks ==
* [http://swisseduc.ch/chemie/ Swisseduc] – Unterrichtsserver für Chemie

[[Kategorie:-]]

Datei:Molmasse Tabelle.jpg

2010-05-25T07:03:37Z

07H OezNer: