Stöchiometrisches Rechnen
Übersicht:
1.Größen
und Einheiten des stöchiometrischen
Rechnens
1.1.
Relative Atommasse und Molekülmasse
1.2.
Absolute Atommasse und Molekülmasse
1.3.
Die Stoffmenge
1.4. Die Molare Masse
1.5.
Das Molare Volumen
1.6. Rechenbeispiele
2.
Stöchiometrische Berechnungen
2.1.
Aussagen einer Reaktionsgleichung
2.2. Stöchiometrische Berechnungen
3.3. Aufgaben
1.Größen
und Einheiten des stöchiometrischen
Rechnens
1.1 Relative Atommasse und relative Molekülmasse
Die
relative Atommasse Ar gibt an, wie
viel mal ein Atom schwerer ist als ein
Wasserstoffatom
(genauer: als ein zwölftel C-Atom).
Schreibweise:
Ar(O) = 16 „die relative Atommasse von Sauerstoff
ist 16“
Die Zahlenwerte findet man im Periodensystem der
Elemente über den
Elementsymbolen.
Um die relative Molekülmasse
zu bestimmen, zählt man die Massen aller Atome des
Moleküls
zusammen:
Ar (H2O) =
2x Ar(H) + Ar(O) = 2 + 16 = 18
Die relative
Molekülmasse von Wasser ist 18 mal so schwer wie ein
Wasserstoffatom.
1.2 Absolute Atom- und Molekülmasse
Das tatsächliche Gewicht der Atome kann man mit einem Massenspektrometer bestimmen.
So
wiegt ein Wasserstoffatom 1,674
x 10-27 kg,
das entspricht
0,0000000000000000000000000001674 kg.
Wie
bei der relativen Atommasse bezieht man sich auch bei der absoluten
Atommasse auf
den zwölften Teil eines Kohlenstoffatoms. Ein
zwölftel C wiegt genau 1,6608 x 10-27 kg.
Diese
Masse heißt „atomare Masseneinheit“
oder „atomic unit“.
Sie wird „1u“ genannt.
1u
= 1,6608 x 10-27 kg
Anstatt
in kg gibt man die Atommasse in u an, weil die Zahlen dann nicht mehr
so kompliziert
sind. Ein Wasserstoffatom wiegt also 1u (genauer 1,007u) oder 1 x 1,6608 x
10-27 kg,
ein Sauerstoffatom wiegt 16 u (genauer
15,999u) oder 16 x 1,6608 x 10-27 kg.
Schreibweise: Aa(H) = 1u; Aa(O) = 16u.
Auch
für Moleküle lässt sich leicht die absolute
Molekülmasse bestimmen, indem man die
Massen der einzelnen
Atome zusammenzählt und die Einheit „u“ anhängt.
Ein Traubenzuckermolekül (C6 H12
O6)wiegt also 6 x 12u + 12 x 1u + 6 x 16u = 180u.
Aufgaben:
1.
Gib die relativen Atom- und Molekülmassen in der korrekten
Schreibweise an:
a) für ein Wasserstoffmolekül,
b) für ein Uranatom,
c) für Magnesiumoxid
d) für das Schwefelmolekül.
2. Gib für die Stoffe in Aufgabe 1 die absoluten Massen in u an.
3. Berechne die absolute Masse eines Wassermoleküls und eines Traubenzuckermoleküls in der Einheit kg!
4. Stelle die Formelgleichung für die Biologische Oxidation auf und berechne die relativen Molekülmasse der beteiligten Stoffe.
5. Stelle die Formelgleichung für die Synthese von Ammoniak aus den Elementen auf und berechne die relativen Molekülmassen der beteiligten Stoffe.