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Salpeter-Entferner: Stoffmengenkonzentration & Massenanteil

Frage: Salpeter-Entferner: Stoffmengenkonzentration & Massenanteil
(9 Antworten)


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Hellow!

Ich kämpfe mich gerade durch alte Chemie-Abiturklausuren und bin auf eine Säure-Base-Aufgabe gestoßen, bei der ich mir nicht sicher bin, ob ich diese richtig verstanden und bearbeitet habe.

MATERIAL
M1: Entferner für Mauersalpeter
Als Mauersalpeter bezeichnet man die vorwiegend weißen Ablagerungen an einer Hauswand.
Hierbei handelt es sich um Calciumnitrat. Zur Entfernung von Mauersalpeter werden Salpeter-Entferner empfohlen. Bei dem abgebildeten Salpeter-Entferner handelt es sich um eine wässrige Lösung mit einem Gemisch aus verschiedenen organischen und anorganischen Säuren, wobei der größte Anteil aus Salzsäure besteht. Der Massenanteil wird mit ω(HCl) von 10-25 % angegeben.

Zur Überprüfung der Angaben auf dem Salpeter-Entferner wird eine Säure-Base-Titration durchgeführt. Zunächst wird die Probe aus dem Salpeter-Entferner 100-fach verdünnt. Anschließend werden 20 mL dieser Lösung mit Natronlauge (c = 0,1 mol/L) titriert. Als Indikator wird Bromthymolblau eingesetzt. Dieser zeigt zunächst eine Gelbfärbung und schlägt nach der Zugabe von 10 mL Natronlauge in den grünen Farbbereich um. Bei weiterer Zugabe von Natronlauge färbt sich die Lösung zunehmend blau.


AUFGABE 1.2
Berechnen Sie unter der vereinfachten Annahme, dass Salzsäure die einzige Säure im Salpeter-Entferner ist, die Stoffmengenkonzentration c(HCl). Überprüfen Sie die Angabe des Massenanteils ω(HCl) auf dem Salpeter-Entferner [M1].
Hinweis: Gehen Sie hierbei von einem Volumen von 1L des Salpeter-Entferners sowie von einer Dichte des Salpeter-Entferners von 1,08 g/mL aus.

Folgendes habe ich dazu erarbeitet:

An der Stelle bin ich mir unsicher – kann das sein? In M1 steht ja außerdem noch, dass die Probe aus dem Salpeter-Entferner 100-fach verdünnt wird. Ich nehme an, man muss diese Information ebenso berücksichtigen, allerdings weiß ich nicht, wie ich diese in die Rechnung einbeziehen soll.

Jedenfalls habe ich für den zweiten Teil der Aufgabe dann Folgendes:


Damit würde man schließen, dass der berechnete Massenanteil deutlich unter dem angegebenen Massenanteil von ω(HCl) = 10-25 % liegt. Allein das macht mich bei meiner Lösung schon skeptisch xD

Habe ich mich irgendwo nur mit den Zahlen vertan oder ist mein Ansatz von Grund auf falsch? Ich kann mir nämlich nicht vorstellen, dass diese Werte so richtig ist. Ich würde mich freuen, wenn mir jemand helfen könnte, den Fehler zu finden <3

Liebste Grüße!
Frage von weronika | am 18.03.2023 - 15:01


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Antwort von cir12 | 20.03.2023 - 09:23
Deine Lösung zu c(Salzsäure, verdünnt) = 0,05 mol/L ist richtig.

Die beim Mauersalpeter eingesetzte Salzsäure ist aber 100mal konzentrierter.

Hilfe zur Berechnung von w:
Massenanteil in %: w = (mᵢ /m ₒ ) · 100 %
Es sind: mᵢ Massenanteil der Komponente i im Gemisch in g(Gramm)
mₒ Summe der Massen aller Komponenten im Gemisch in g(Gramm)


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Antwort von matata | 18.03.2023 - 15:31
Da fehlt [M1] mit der Abbildung... Bitte im nächsten Antwortfeld ergänzen!
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Antwort von weronika | 18.03.2023 - 15:41
Hier die Abbildung, die zu M1 gehört:


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Antwort von matata | 18.03.2023 - 17:12
Aber ausgerechnet die Zeile mit dem Massenanteil ω(HCl) des Salpeter-Entferners kann man nicht lesen...
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Antwort von weronika | 18.03.2023 - 17:18


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Antwort von cir12 | 19.03.2023 - 08:57
Beginne die Berechnung mit der Titrationsgleichung für die vorgegebene Titration:

c(Salzsäure) · V(Salzsäure) = c(Natronlauge) · V(Natronlauge)

Du kannst mithilfe der gegebenen Stücke c(Salzsäure) berechnen.
Diese Salzsäure lag aber verdünnt vor. Rechne also jetzt zurück.


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Antwort von weronika | 19.03.2023 - 10:58
Achso okay, danke :) An der richtigen Formel hat es gescheitert ;D
Mit dem neuen Ansatz hätte ich dann also:


Und sofern ich die Sache mit der 100-fachen Verdünnung richtig verstanden habe, folgt: , um auf die Konzentration der verdünnten Salzsäure zu kommen, oder?


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Antwort von weronika | 20.03.2023 - 00:17
Oh man, irgendwie verstehe ich die Sache mit dem Massenanteil noch nicht. Jedes Mal kommt bei mir ein unheimlich kleiner Wert heraus, der nicht einmal ansatzweise an das herankommt, was M1 angibt.

n(HCl) = c(HCl) · V(Lösung) = 0,0005 mol/L · 1 L = 0,0005 mol

m(HCl) = n(HCl) · M(HCl) = 0,0005 mol · 36,45g/mol = 0,018225 g

m(Entferner) = ρ(Entferner) · V(Entferner)
= 1,08 g/ml · 1000mL= 1080g

ω(HCl) = 0,018225g / 1080g = 0,000016875 0,0017%

Vermutlich benutze ich an irgendeiner Stelle einen falschen Wert :(


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Antwort von cir12 | 20.03.2023 - 09:23
Deine Lösung zu c(Salzsäure, verdünnt) = 0,05 mol/L ist richtig.

Die beim Mauersalpeter eingesetzte Salzsäure ist aber 100mal konzentrierter.

Hilfe zur Berechnung von w:
Massenanteil in %: w = (mᵢ /m ₒ ) · 100 %
Es sind: mᵢ Massenanteil der Komponente i im Gemisch in g(Gramm)
mₒ Summe der Massen aller Komponenten im Gemisch in g(Gramm)


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Antwort von weronika | 20.03.2023 - 10:34
Herrje, vielen Dank! Ich denke, jetzt hab’ auch ich es endlich begriffen :D

Also, wir haben
Mit der 100-mal konzentrierteren Salzsäure im Entferner hätte man dann:


Mit diesem Wert errechne ich mir wie gewohnt die nötigen Massen:


Damit erlange ich für den Massenanteil:


Und das macht dann auch viel mehr Sinn :D Nochmal vielen lieben Dank für die Hilfe und auch die Geduld <3

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