Anwendungsbeispiel aus der Mathematik
Stöchiometrie bezeichnet ein in der Chemie verwendetes mathematisches Verfahren zur Berechnung quantitativer Informationen aus chemischen Formeln und Reaktionsgleichungen. Mit ihrer Hilfe werden aus der qualitativen Kenntnis der Edukte und Produkte einer Reaktion die tatsächlichen Mengenverhältnisse (Reaktionsgleichung) und Stoffmengen berechnet.
"Gesetz von der Erhaltung der Masse"
Erklärung und Verdeutlichung anhand zweier Beispiele:
Bei den folgenden Rechnungen wird das Molvolumen der Gase immer (ohne Rücksicht auf die Temperatur) mit 22,4 Liter angenommen.
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 |
2. Beispiel: Aluminium reagiert mit Sauerstoff
a) Stelle die Formel für Aluminiumoxid auf:
Al: 3 Außenelektronen, kann drei e- abgeben → dreiwertig,
O: 6 Außenelektronen, kann zwei e- aufnehmen → zweiwertig
→ Al2O3
b) Stelle die Reaktionsgleichung auf:
c) Berechne, wieviel Gramm/Liter Sauerstoff zur Oxidation von 216 g Al nötig sind und wieviel Aluminiumoxid dabei entstehen: |
4 Al | + | 3 O2 | => | 2 Al2O3 |
4 mol = 108 g * | + | 3 mol = 3 x 32 g | => | 2 mol = 204 g |
8 mol = 216 g | + | 6 mol = 6 x 32 g | => | 4 mol = 408 g |
6 mol = 6 x 22,4 L | ||||
= 134,4 Liter |
*108 g entsprechen 4 mol, die gefragten 216 g sind also 8 mol. Man braucht auch doppelt soviel O2 und es entsteht doppelt so viel Aluminiumoxid, wie in der Reaktionsgleichung.
