2. Stöchiometrische Berechnungen

2.1. Aussagen einer Reaktionsgleichung

Die Knallgasreaktion soll durch eine chemische Gleichung beschrieben werden:

        2 H2 + O2 ---> 2 H2O

Diese Gleichung gibt einem Chemiker mehr Informationen, als sich ein Laie vorstellen kann:

1. Stoffe: Wasserstoffgas und Sauerstoffgas verbinden sich zu Wasser.

2. Zahl und Art der Teilchen: 2 Moleküle Wasserstoff reagieren mit 1 Molekül Sauerstoff zu 2 Molekülen Wasser.

3. Stoffmengen: Es setzen sich 2 mol Wasserstoff mit 1 mol Sauerstoff um zu 2 mol Wasser.

4. Gasvolumina: 2 x 22,4l Wasserstoff reagieren mit 1 x 22,4 l Sauerstoff zu 2 x 22,4l Wasserdampf.

5. Massen: 2 x 2 g Wasserstoff verbinden sich mit 32 g Sauerstoff zu 2 x 18 g Wasser.

Diese Massenzahlen ergeben sich aus den Molaren Massen für Wasserstoff (2 x 2 g/mol), Sauerstoff (32 g/mol)
und Wasser (2 x 18 g/mol).


2.2. Stöchiometrische Berechnungen

Die wichtigste Aussage für stöchiometrische Berechnungen ist das Stoffmengenverhältnis,
das man der Reaktionsgleichung entnimmt:

        n(H2) : n(O2) : n (H2O) = 2 : 1 : 2

Damit lassen sich beliebige Massen, Volumina oder Teilchenzahlen berechnen.

                                                                                                      

Beispiel 1:

Welche Stoffmenge an Sauerstoff benötigt man zur Reaktion mit 0,5 mol Wasserstoff?

Diese Rechnung könnte man zwar auch per Kopfrechnen bewältigen, aber man sollte sich immer 
an folgenden Lösungsweg halten, den man für kompliziertere Berechnungen braucht:

Lösungsweg für stöchiometrische Berechnungen:

Geg.: n(H2) = 0,5 mol
Ges.: n(O2)

1. Reaktionsgleichung angeben:
        2 H2 + O2 ---> 2 H2O
2. Gegebene und gesuchte Stoffe unterstreichen:
        2 H2 + O2 ---> 2 H2O
3. Stoffmengenverhältnisse darunter schreiben:
        2 H2 + O2 ---> 2 H2O
           2     1

4. Stoffmengenverhältnisse der gesuchten zu gegebenen Stoffe als mathematische Gleichung angeben
         n(O2) / n(H2)  = 1/ 2
5. Gleichung nach der gesuchten Größe umformen und gegebenen Zahlenwert einsetzen:
        n(O2) = ½ n (H2) = ½ x 0,5 mol = 0,25 mol.

Ergebnis: Zur Verbrennung von 0,5 mol Wasserstoffgas sind 0,25 mol Sauerstoffgas notwendig.


                                                                                                              

Beispiel 2:

Welches Volumen Sauerstoffgas ist erforderlich für die Explosion von 2 l Wasserstoffgas?

Geg.: V(H2) = 2 l; Vm = 22,4 l/mol
Ges.: V(O2)

Lösung:



 

1. Zunächst berechnet man die Stoffmenge des gegebenen Stoffes mit Hilfe des molaren Volumens:
         n( H2) = V( H2) : Vm = 2 l : 22,4 l/mol = 0,089 mol

2. Aus der Gleichung (Beispiel1) kennen wir das Stoffmengenverhältnis:
         n(O2) = ½ n (H2) = ½ x 0,089 mol = 0,0446 mol

3. Aus der berechneten Stoffmenge Sauerstoff lässt sich nun das gesuchte Sauerstoffvolumen berechnen:
        V(O2) = Vm x n(O2) = 22,4 l/mol x 0,0446 mol = 1 l

Ergebnis: 2 l Wasserstoffgas benötigen zur Reaktion 1 l Sauerstoffgas.

___________________________________________________________________

Beispiel 3:
___________________________________________________________________


Nach oben!  Stöchiometrie   Formeln   Gleichungen   9. Klasse   Chemie für Schüler   Home