Chemisches Rechnen
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©stu2009/01/06 (last update)

"Gesetz von der Erhaltung der Masse": Bei chemischen Reaktionen bleibt die Masse erhalten. 

Masse der Ausgangsstoffe = Masse der Reaktionsprodukte


C und O2 reagieren zu CO2:

C + O2 => CO2
1 Atom + 1 Molekül => 1 Molekül
1 mol Atome + 1 mol Moleküle => 1 mol Moleküle
12 g + 32 g  (2 x 16) => 44 g ( 12 + 2 x 16)
(fest) 22,4 Liter => 22,4 Liter

N2 und H2 reagieren zu NH3:

N2 + 3 H2 => 2 NH3
1 Molekül + 3 Moleküle => 2 Moleküle
1 mol + 3 mol => 2 mol
28 g (2 x 14) + 6 g ( 3 x 2 x 1) => 34 g (2 x 17)
22,4 Liter + 67,2 L (3 x 22,4 L) => 44,8 L (2 x 22,4 L)

Bei Stoffen, die aus Molekülen aufgebaut sind berechnet man die Molekülmasse ("Molekulargewicht"), bei Ionen-Verbindungen wird mit der Formelmasse gerechnet (man rechnet also mit dem fiktiven "Molekulargewicht" von NaCl, etc.). 

Mg und O2 reagieren zu MgO:

2 Mg + O2 => 2 MgO
2 Atome + 1 Molekül => 2 x Formelmasse
2 mol + 1 mol => 2 mol
48,6 g (2 x 24,3) + 32 g (2 x 16) => 80,6 g (2 x 40,3)

Übungsbeispiele:

1) Aluminium reagiert mit Sauerstoff. 
a) Stelle die Formel für Aluminiumoxid auf. 
b) Stelle die Reaktionsgleichung auf. 
c) Berechne, wieviel Gramm/Liter Sauerstoff zur Oxidation von 216 g Al nötig sind und wieviel Aluminiumoxid dabei entstehen. 



2) Wasser kann durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden. 
a) Stelle die Reaktionsgleichung auf. 
b) Berechne wieviel Gramm/Liter Wasserstoff und Sauerstoff  bei der Elektrolyse von 108 g Wasser entstehen. 


3) Kalkgestein ist CaCO3. Beim Kalkbrennen entsteht daraus CaO ("gebrannter Kalk"). 
a) Stelle die Reaktionsgleichung auf. 
b) Berechne, wieviel kg CaO beim "Brennen" von 100 kg Kalk entstehen und wieviel Liter Kohlendioxid dabei in die Atmosphäre gelangen. 


4) a) Wieviel Gramm Wasser entstehen bei der Verbrennung von 2 g H2
b) Wieviel Gramm Wasser entstehen bei der Verbrennung von 12 g H2


5)  Wieviel H3BO3 kann man aus 190 g Na2B4O7.10 H2O herstellen ? 
Reaktionsgleichung: Na2B4O7.10 H2O   =>   4 H3BO3 + ....... 


6)  Ein Treibstoff enthält 0,6 g Schwefel pro Liter. Wieviel g bzw. Liter SO2 (ist ein Gas) produziert ein PKW mit diesem Treibstoff,  wenn er auf  100 km 5 Liter Treibstoff braucht, bei einer jährlichen Kilometerleistung von 15.000 km ? 


7) Aus H2O und SO2 kann in Gegenwart von Sauerstoff H2SO4 entstehen. Wieviel H2SO4 kann aus der oben errechneten Menge SO2 entstehen ? 








11)  NaHCO3 zerfällt beim Erhitzen unter Abgabe von CO2 (Backpulver). Wieviel g NaHCO3 muss man nehmen, um bei einem Gugelhupf einen Volumszuwachs von 1 Liter zu erreichen (ohne Berücksichtigung des Einflusses der Temperatur auf das Gasvolumen) ? 


12) Bei der Verbrennung von PVC (C2H3Cl*) entsteht Kohlendioxid, Chlorwasserstoff und Wasser. 
Ein PKW enthält ca. 15 kg PVC. Wieviel kg bzw. Liter HCl - Gas entstehen beim Verbrennen eines Autos (in einem Tunnel, oder wenn ein Autowrack direkt eingeschmolzen wird) ? 

*Diese Formel gibt das Verhältnis C : H : Cl an.


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