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Gase und Stoffmenge

Zehn Sachaufgaben vom Traubenzucker bis zum Airbag — erst übersetzen, dann über das Mol rechnen.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Sachaufgaben aus dem ganzen Kapitel: erst die Situation in Größen übersetzen, dann über die Stoffmenge n in mehreren Schritten rechnen — mit gestuften Tipps, wenn du nicht weiterkommst.

A1
Traubenzucker-Täfelchen
AFB II

Traubenzucker (Glucose) hat die Molekülformel C6H12O6. Ein Täfelchen enthält 4,5 g davon.

a) Berechne die molare Masse von Glucose. b) Berechne die Stoffmenge Glucose in einem Täfelchen.

g/mol
mol
Ansatz: Erst M aus den Atommassen (C 12, H 1, O 16) addieren, dann n = m : M.
Rechenweg: M = 6 · 12 + 12 · 1 + 6 · 16 = 72 + 12 + 96; n = 4,5 g : 180 g/mol.
Lösung: a) 180 g/mol b) 0,025 mol
Vollständige Lösung
M(C6H12O6) = 6 · 12 g/mol + 12 · 1 g/mol + 6 · 16 g/mol = 180 g/mol. n = 4,5 g : 180 g/mol = 0,025 mol. Hinweis: Jeder Index multipliziert nur die molare Masse des Atoms direkt davor.
A2
Kohlensäure im Sprudel
AFB II

Aus einer Flasche Mineralwasser entweicht nach dem Öffnen 11 g Kohlenstoffdioxid (CO2, M = 44 g/mol). Die Temperatur beträgt 20 °C.

a) Berechne die Stoffmenge des entweichenden Gases. b) Berechne das Volumen, das es bei 20 °C und 1013 hPa einnimmt.

mol
L
Ansatz: Masse → Stoffmenge mit n = m : M, dann Stoffmenge → Volumen mit V = n · Vm.
Rechenweg: n = 11 g : 44 g/mol = 0,25 mol; V = 0,25 mol · 24 L/mol.
Lösung: a) 0,25 mol b) 6 L
Vollständige Lösung
n = 11 g : 44 g/mol = 0,25 mol. Bei 20 °C gilt Vm ≈ 24 L/mol, also V = 0,25 mol · 24 L/mol = 6 L. Hinweis: Mit 22,4 L/mol (0 °C) erhielte man 5,6 L — die Temperatur entscheidet.
A3
Airbag
AFB II

Ein Fahrer-Airbag füllt sich in Sekundenbruchteilen mit 60 L Stickstoff (N2). Rechne mit 20 °C und 1013 hPa.

a) Berechne die Stoffmenge des Stickstoffs. b) Berechne die Masse des Stickstoffs.

mol
g
Ansatz: Volumen → Stoffmenge mit n = V : Vm; dann m = n · M mit M(N2) = 2 · 14 g/mol.
Rechenweg: n = 60 L : 24 L/mol = 2,5 mol; m = 2,5 mol · 28 g/mol.
Lösung: a) 2,5 mol b) 70 g
Vollständige Lösung
n = 60 L : 24 L/mol = 2,5 mol. Stickstoff besteht aus N2-Molekülen, also M = 28 g/mol und m = 2,5 mol · 28 g/mol = 70 g. Hinweis: Mit M = 14 g/mol käme nur die Hälfte heraus.