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STÖCHIOMETRIE |
verd. Lösungen |
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In der Laboratoriumspraxis werden oft Lösungen mit einem ziemlich geringen Gehalt benötigt. Als gewünschte Gehaltsgröße ist die Massen- oder Stoffmengenkonzentration bezogen auf ein Ion angegeben. Eingewogen wird ein Salz. Gesucht sind die Einwaagen und die nötigen Verdünnungsschritte. |
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Für diese Aufgaben müssen Sie das Rechenprinzip für Verdünnungen kennen! |
Für die nachfolgenden Aufgaben gilt: Die Einwaage
des Salzes muss jeweils zwischen 50 und 100 mg liegen.
Als Volumenmessgefäße
sind vorhanden: Vollpipetten (10, 25, 50, 100 ml) und Messkolben (100, 250, 500,
1000 ml).
Gesucht ist jeweils eine Herstellung der Lösung mit möglichst
wenig Arbeitsschritten.
250 ml einer Natriumlösung des Gehalts 5 mg/l Na sind aus Natriumsulfat herzustellen.
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Na |
Na2SO4 |
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2 |
1 |
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M = 22,9898 g / mol |
M = 142,04 g / mol |
n(Na) = 2 * n(Na2SO4); 5 mg Na sind in 5 *142,04 /
(22,9898 * 2) = 5 * 3,0892 = 15,446 mg Na2SO4.
{Der
Umrechnungsfaktor 3,0892 ist auch tabelliert!}
Wenn 15,4 mg Salz auf
1 l aufgelöst werden, entsteht eine Lösung des Gehalts 5 mg/l Na.
Da eine größere Einwaage verlangt ist, muss offenkundig verdünnt
werden. Ein günstiger Faktor, der zu den vorhandenen Geräten passt,
ist 1:5.
77,2 mg Natriumsulfat werden auf 1000 ml gelöst. 50 ml davon
werden auf 250 ml Endlösung verdünnt.
100 ml einer Eisen(III)-Lösung des Gehalts 4
mg/l Fe sind aus Eisen(III)oxid herzustellen.
{Dabei wird Fe2O3
zuerst in HCl gelöst und dann wird mit H2O geeignet weiter verdünnt.}
In
1 Fe2O3 sind 2 Fe enthalten. M(Fe) = 55,847 g/mol; M(Fe2O3)
= 159,692 g/mol;
Umrechnungsfaktor Fe 
Fe2O3: 159,692 / (2 * 55,847) = 1,4297. {auch
tabelliert}
4 mg Fe
5,7189 mg Fe2O3. In den Bereich 50 - 100 mg Salz führt
ein Verdünnungsverhältnis 1:10.
57,2 mg Fe2O3
werden mit HCl und dann mit H2O auf 1000 ml aufgelöst.
10 ml davon werden auf 100 ml verdünnt.
250 ml "synthetisches Wasser" mit der Härte
2,7 °dH sind aus Calciumchlorid-Hexahydrat herzustellen.
Verwenden Sie
zur Rechnung die Definition 1 °dH entspricht 10 mg/l CaO.
{Weitere
Erklärungen: siehe Tabellenwerk!}
M(CaO) = 56,08 g/mol; M(CaCl2
* 6 H2O) = 219,08 g/mol;
Umrechnungfaktor Faktor: CaO
CaCl2 * 6 H2O = 3,9066.
{Dieser Umrechnungsfaktor
ist nicht tabelliert! Ein Umweg ist nötig: CaO - CaCl2
- CaCl2 * 2 H2O;
1,9791* 1,9739 = 3,9066}
2,7 °dH = 27 mg/l CaO
105,48 mg/l CaCl2 * 6 H2O. Liegt knapp über der Grenzeinwaage
100 mg Salz.
Daher halbe Menge auf 500 ml auffüllen; ein weiterer Verdünnungsschritt
ist dann nicht mehr nötig.
52,7 mg CaCl2 * 6 H2O
auf 500 ml auflösen und einen Teil dieser Lösung in einen 250 ml Messkolben
einfüllen.
WEITER: ÜBUNGEN zum Zusammenhang zwischen Stoffmengen und Massen in Verbindungen.
