Wenn eine unbekannte Verbindung nur die drei Elemente C, H und O enthält und eine reine Probe der Verbindung analysiert und mit 65,60 Massenprozent C und 9,44 Massenprozent H gefunden wird, was ist dann eine Verbindung?

1 Antworten


  • Sie lesen die Molmassen der konstituierenden Elemente aus einem Periodensystem oder einer anderen Referenz ab.
    Molmassen der Elemente:
     C - 12.011
     O - 15.999
     H - 1.008
    Sie kennen die relativen Massenanteile dieser Elemente im Unbekannten:
     C - 65.60%
     O - 100-(65.60+9.44) = 100-75.04 = 24.96%
     H - 9.44%

    Sei X die Molmasse der unbekannten Verbindung. Dann wissen wir
    65,60%(X)/12,011 = Mol Kohlenstoff
    24,96%(X)/15,999 = Mol Sauerstoff
    9,44%(X)/1,008 = Mol Wasserstoff.

    Uns interessieren die Verhältnisse dieser, also berechnen wir
     (Mol Kohlenstoff)/(Mol Wasserstoff) = (65,60%X/12,011)/(9,44%X/1.008)
      = 65,60(1,008)/(12,011*9,44) = 66,1248/113,384 = 0,5832
     (Mol Sauerstoff) /(Mol Wasserstoff) = (24,96%X/15,999)/(9.44%X/1.008)
      = 24,96(1.008)/(15,999*9,44) = 25,1597/151,031 = 0,1666
    Es gibt eindeutig mehr Mol Wasserstoff als beide der anderen beiden Elemente.

    Diese Brüche sehen nicht sehr hilfreich aus, daher ist vielleicht die Umkehrung interessanter:
     1/.1666 = 6,00, was 6H für jedes O
     vorschlägt . 1/,5832 = 1,715, was nicht sofort etwas vorschlägt.
    Wie wäre es mit 0,5832/0,1666 = 3,50, was 7C für alle 2O nahelegt.

    Unsere empirische Formel für X lautet nun C 7 O 2H 12 .

    Kontrolle:
    Die Molmasse von X ist 7(12,011) + 2(15,999) + 12(1,008)
     = 84,077 + 31,998 + 12,096 = 128,171
    %C = 84,077/128.171 = 65,597%
    %O = 31,998/128.171 = 24,965%
    %H = 12,096/128.171 = 9,437%
    Diese sind im Vergleich zu den angegebenen Zahlen und dem, was wir berechnet haben, günstig.
    _____
    Anmerkung: Wir haben auch gelernt, dass es für dieses Problem nützlicher gewesen wäre, die Verhältnisse der anderen Elemente zu Mol Sauerstoff zu bestimmen, anstatt Wasserstoff. Durch die Verwendung von Wasserstoff als Basis haben wir Verhältnisse von 2/12 und 7/12 betrachtet, keine Brüche, deren Dezimalwerte wir normalerweise kennen. Hätten wir Sauerstoff als Basis verwendet, hätten wir Verhältnisse von 7/2 = 3,5 und 12/2 = 6 gesehen – die Zahlen, die wir letztendlich betrachtet haben.

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