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cytochrom
Anmeldungsdatum: 29.06.2020
Beiträge: 5
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 Verfasst am: 29. Jun 2020 18:51 Titel: Chemisches Rechnen - Massenprozent w/w - Gemisch berechnen |
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Hallo liebes Forum,
ich stehe gerade vor einer für mich etwas schwierigen Aufgabe meines Lehrers. Ich soll ein Gemisch aus zwei Stoffen berechnen:
Stoff 1: Schwefelsäure, 95%, CAS: 7664-93-9
Stoff 2: Formaldehyd, 35 %, CAS: 50-00-0
Es sollen 100 ml hergestellt werden. Dabei soll für die Berechnung die Schwefelsäure vorgelegt werden. Das Formaldehyd soll am Ende ein Massenprozent (w/w) von 0,08% aufweisen.
Frage 1: Welches Volumen Formaldehyd und Schwefelsäure muss eingesetzt werden?
Frage 2: Wieviel Massenprozent hat am Ende die Schwefelsäure im Gemisch?
Ich komm leider echt nicht weiter und würde mich sehr über Eure Hilfe freuen!
Viele Grüße!  |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11677
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 19:26 Titel: |
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Hi,
diese aufgabe ist m.a.n. unloesbar, da dir essentielle angaben (die dichten *)) zu den loesungen nicht gegeben sind
voellig unverstaendlich erscheint mir auch der hinweis | Zitat: |
Dabei soll für die Berechnung die Schwefelsäure vorgelegt werden. |
was dieses nebelwerfen soll ( die reihenfolge des zusammenkippens ist fuer berechnungen voellig irrelevant) erschliessst sich mir nicht, und im praktischen wuerde ich in jedem fall anmerken, dass man so besser nicht vorgehen sollte: "giess nie wasser in die saeure, sonst geschieht das ungeheure.. !"
ansonsten:
waeren dir die dichten gegeben (was sie nicht sind) , so wuerdest du zunaechst das geforderte finale volumen in eine finale gesamtmasse mges. umrechnen
sodann wuerdest du dir ein system aus zwei gleichungen mit zwei unbekannten konstruieren (m1(H2SO4-loesung) , m2(formaldehyd-loesung)) mit der nebenbedingung "mges. = m1 + m2" und loesen: voila!
aber, wie eingangs erwaehnt, mangels der entsprechenden angaben kannste du es so nicht angehen, und alle anderen loesungswege die man hier andenken koennte ebenfalls net
 du bist geborsten
aufgabe tonne treten
weitere anmerkung:
man koennte nun praktisch so argumentieren, dass du ja deine formaldehyd-loesung so bummellig um den faktor "ca. 500 , groessenordnungsmaessig" verduennst beim mischvorgang (35% 0,08%)
darauf basierend koennte man weiters argumentieren, dass sich bei derart hoher verduennung die dichte der initialen schwefelsaeure-loesung gegenueber derjenigen der finalen loesung praktisch nicht veraendert
m.a.w.: es wird drauf hinauslaufen, dass du da 99,8 mL schwefelsaeure-loesung und 0,2 mL formaldehyd-loesung zusammenpanscht, give or take, wenn ichs grad recht ueberschlage im kopf.
... sodass du dann " (finale loesung)  (initiale schwefelsaeure-loesung)" ansetzen koenntest (den weiteren, dann zu beschreitenden weg hatte ich ja oben skzziert)
aber das sind eben plausibilitaetsbetrachtungen, das ist keine rechnung "wie gefordert"
gruss
Ingo
*)
man koennte wohl noch irgendwie erwarten, dass du dir die dichte der  =95%igen schwefelsaeure selbst aus der literatur fummelst ( auch wenn die dir gegebene CAS-nummer falsch ist: die bezieht sich auf den reinstoff, nicht auf die =95%ige loesung) und fuer den formaldehyden ebenso ( auch hier: CAS ist fuer den reinstoff, also das gas, nicht dessen =35%ige waessrige loesung)
woher du aber die dichte eines gemischs wie gefordert hertbeizaubern sollst erschliesst sich mir nicht: ich zumindest wuesste jetzt grad net wo ich die auftreiben sollte
... und ohne diese finale dichte biste halt auch final geborsten, denn mit dem mischungskreuz wirste da garnuscht, da grad bei HoKo schwefelsaeure die volumensaddititivitaet je besonders stark nicht gegeben ist beim verduennen - das mischungskreuz fusst jedoch grad darauf, dass eine volumendadditivitaet hinreichend genau gegeben ist, ansonsten ist es naemlich nicht anwendbar.
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ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek!
Zuletzt bearbeitet von magician4 am 02. Jul 2020 03:56, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 19:33 Titel: |
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Wer denkt sich sowas aus? Will da einer Tränengas erzeugen. Man kann kein Formaldehyd in konzentrierte Schwefelsäure geben. Da würde augenblicklich Wasser entzogen und Formaldehyd als Giftgas-Tränengas frei.
Für eine Berechnung fehlen die Dichte der fertigen Lösung. Die der Edukte kann man ermitteln ( Tabellenbuch , Internet) . |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 19:53 Titel: |
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@ Nobby:
| Zitat: | | Wer denkt sich sowas aus? Will da einer Tränengas erzeugen. Man kann kein Formaldehyd in konzentrierte Schwefelsäure geben. Da würde augenblicklich Wasser entzogen und Formaldehyd als Giftgas-Tränengas frei. |
sicher?
schau mal: https://de.vwr.com/store/product/4786942/formaldehyd-0-4-in-schwefelsaure-95-reag-ph-eur-1086805
danach scheint es mir, als sei fomaldehyd - zumindest in geringen konzentrationen ( jedoch hoeher, als in der aufgabenstellung gefordert) - in 95%iger schwefelsaeure loeslich
gruss
Ingo
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 20:06 Titel: |
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Keine Ahnung wie das hergestellt wird. Zumindest, wenn man das in vorgelegter Schwefelsäure träufelt geschieht genauso, als wenn man Wasser nehmen würde das Ungeheuere. Vermutlich wird gasförmiges Formaldehyd durch Schwefelsäure geleitet, dabei kann sich dieses natürlich zu einem gewissen Prozentsatz lösen. Oder man legt flüssiges Formalin vor und gibt unter Temperaturkontrolle die Schwefelsäure in Schritten zu. Aber so wie es angedacht ist gibt es mit Sicherheit einen Unfall und was für die Augenklinik. |
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cytochrom
Anmeldungsdatum: 29.06.2020
Beiträge: 5
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 20:26 Titel: |
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Hallo zusammen,
bitte entschuldigt, die Dichte ist uns natürlich mitgeteilt worden:
Schwefelsäure: 1,84 g/cm³
Formaldehyd: 1,09 g/cm³
Ich habe nochmal nachgefragt, das mit dem "Vorlegen" soll nicht die praktische Durchfühungsweise wiederspiegeln. Wir sollen einfach nur berechnen, wieviel ml Formaldehyd für 0,08 % benötigt werden und wieviel % Schwefelsäure das Gemisch dann entsprechend am Ende aufweist.
Sorry für meinen Fehler... :-) |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 20:28 Titel: |
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Trotzdem fehlt die Dichte der fertigen Lösung. |
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cytochrom
Anmeldungsdatum: 29.06.2020
Beiträge: 5
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 20:45 Titel: |
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kann man vielleicht einfach von der dichte der schwefelsäure ausgehen, da es sich diese vrsl. durch die geringe zugabe des Formaldehyd sowieso nicht groß ändern wird? |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 20:52 Titel: |
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Magician4 hat die Rechnung schon dargelegt. Mit der Annahme ginge es. |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11677
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 20:57 Titel: |
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| Zitat: | | kann man vielleicht einfach von der dichte der schwefelsäure ausgehen, da es sich diese vrsl. durch die geringe zugabe des Formaldehyd sowieso nicht groß ändern wird? |
ja, kannste praktisch so machen (wie ich unter "weitere anmerkung" ja schrieb)
... wobei ich "naeherungsweise" + die zugrundeliegende abschaetzung in jedem fall bei der abgabe deiner ausarbeitung mit erwaehnen wuerde
... und dann versuch dich doch einfach mal an der sache, mit obiger naeherung "  (schwefelsaeure = 95%) (finale loesung) " das zu berechnen
... denn es geht ja schliesslich um den uebungseffekt, und der ist auch incl. dieser naeherung ja gegeben
wohlan !
(und wenn du magst, poste uns hier deinen loesungsweg + deine loesung: wir koennen dann druebergucken, und auch fuer spaetere leser dieses threads mag das nuetzlich sein)
gruss
Ingo
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cytochrom
Anmeldungsdatum: 29.06.2020
Beiträge: 5
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 21:30 Titel: |
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Hallo Ingo,
vielen Dank zunächst für Deine Tips. Ich habe mich mal rangesetzt:
Dichte Gemisch: 1,84 g/ml
=> 100 ml = 184 g
0,08 % von 184 g = 0,1472 g
Dichte Formaldehyd: 1,09 g/ml
=> 0,1472 / 1,09
=> 0,14 ml Formaldehyd sind 0,08%
...ich hoffe ich habe mich damit nun nicht blamiert. :-) |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11677
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 21:43 Titel: |
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| Zitat: | | ...ich hoffe ich habe mich damit nun nicht blamiert. :-) |
blamieren geht hier bei uns garnet ( solange jemand ehrlich bemueht ist): schliesslich geht es im forum ja um das lernen - ggf. auch entlang gemachter fehler, und nicht darum, hier alles immer stets + gleich perfekt abzulaichen
ansonsten:
| Zitat: | Dichte Gemisch: 1,84 g/ml
=> 100 ml = 184 g
0,08 % von 184 g = 0,1472 g |
soweit voellig einverstanden
| Zitat: | Dichte Formaldehyd: 1,09 g/ml
=> 0,1472 / 1,09
=> 0,14 ml Formaldehyd sind 0,08% |
nicht einverstanden !
du benoetigst eine masse von 0,1472 g formaldehyd, absolut
in welcher masse, in welchem volumen von = 35% iger loesung ist diese enthalten?
gruss
Ingo
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cytochrom
Anmeldungsdatum: 29.06.2020
Beiträge: 5
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:07 Titel: |
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Hallo Ingo,
oh, Du hast recht, die letzte Umrechnung habe ich vergessen...
Ich würde die 0,14 ml jetzt einfach mal (100/35) = 2,8571 nehmen:
0,14 ml * 2,8571 = 0,40194 ml der Formaldehyd 35% Lsg
liege ich damit richtig?  |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:17 Titel: |
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Ja liegst Du.
Ich bin aber der Meinung, das der Schwefelsäurewert nicht stimmt. Mit dem gleichen Argument sind die 184 g ja 95% und nicht 100%. Also ich hätte die 184g x 0,95 = 174,8 g rechnet und von denen dann die Masseprozente von Formaldehyd. |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:27 Titel: |
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@Nobby:
ich denke, dass man hier den finalen gehalt bzg. der finalen loesung berechnen sollte ( so wie der TES es zunaechst ja auch korrekt getan hatte)
das verhaeltnis schwefelsaeure, absolut ./.formaldehyd, absolut scheint mir hingegen komplett irrelevant zu sein fuer die gesuchte loesung
@ cytochrom:
| Zitat: | | liege ich damit richtig? |
nicht einverstanden, denn deine "0,14 mL formaldehyd" sind ein wert, denn du dir auf einem unkorrekten weg beschafft hattest ( und der daher komplett irrelevant ist)
du musst hier dich auf die initial berechneten "0,1472 g formaldehyd, absolut" beziehen, das ist deine einzig im moment belastbare groesse
und dann:
 \ \ \omega = \frac {m_{Formaldehyd}}{m_{formaldehyd-loesung}} \ \to \ m_{formaldehyd-loesung} = \frac {m_{Formaldehyd}}{ \omega} )
 \ \ \rho \ = \ \frac {m_{formaldehyd-loesung}} {V_{formaldehyd-loesung}} \ \ \to \ \ V_{formaldehyd-loesung} \ = \ \frac {m_{formaldehyd-loesung}} { \rho})
(a) in (b) substituierend eingepflegt
 \ \ V_{formaldehyd-loesung} \ = \ \frac {m_{formaldehyd}} {\omega \ * \ \rho})
explizite zahlen einsetzen und dir aus (a) sodann die masse an loesung berechnen ( brauchst du fuer den weiteren rechenweg) , und aus (c) das benoetigte volumen an formaldehyd-loesung ( eine der geforderten zu berechnenden groessen)
kommst du weiter?
gruss
Ingo
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Zuletzt bearbeitet von magician4 am 29. Jun 2020 22:46, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:32 Titel: |
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Aber so kommt doch das gleiche raus. Die Masse des 100% igen Formaldehyds muss durch die Dichte und den Prozentsatz geteilt werden.
Der Ausdruck c stimmt nicht. Es muss Masse Formaldehyd nicht Masse Formaldehydlösung heissen. |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:44 Titel: |
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@ Nobby:
moeglicherweise hab ich auch grad nen haenger und sehe nicht , dass da bei deinem und meinem ansatz das gleiche rauskommt (es fuehren ja oft viele wege nach rom), aber mein einwand waere :
deine fertige loesung ist aber nimmer 0.95%ig an schwefelsaeure ...
aber wie auch immer: der thread laeuft ja, und wir koennen ja beide unsere wege explizit rechnen, und wenn du wirklich auf nem anderen wege zum gleichen ergebnis kommst, dann poste deinen weg doch als weitere alternative hier (ich mache den meinen ja hier permanent explizit)
mein gedanklicher weg geht halt ueber die massekonstanz / masseadditivitaet bei dem ganzen wirrwarr hier, weshalb ich alles erstmal so gut es irgend geht auf absolutmassen rueckrechne, mit diesen dann weiterrechne, und die berechneten final-massen dann ggf. rueckrechne in die gesuchten groessen
ansonsten:
| Zitat: | | Der Ausdruck c stimmt nicht. Es muss Masse Formaldehyd nicht Masse Formaldehydlösung heissen. |
upsi, recht haste, danke fuer den hinweis
ich habs grad mal einkorrigiert
gruss
Ingo
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Zuletzt bearbeitet von magician4 am 29. Jun 2020 22:51, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:47 Titel: |
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Die Äquivalenzumformung a in b stimmt nicht.
Ok korrigiert.
Also stimmte die Rechnung vom TES
| Zitat: | deine fertige loesung ist aber nimmer 0.95%ig an schwefelsaeure ...
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Wo hab ich das behauptet. |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 22:56 Titel: |
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| Zitat: | | Also stimmte die Rechnung vom TES |
bis dahin (" mabsolut(fomaldehyd) = 0,1472 g" [in der fertigen loesung von 100 mL = 184g]) ja
... nur die fortsetzung mit den nullkommavierzehn mL an formaldehyd-stammloesung geht m.a.n. ins abseits
dieser wert ist nicht benutzbar
gruss
Ingo
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 23:02 Titel: |
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| Zitat: | | Wo hab ich das behauptet. |
es ist spaet, ich werd langsam muede...
... aber mir scheint, diese behauptung stecke in dieser formulierung:
| Zitat: | | Also ich hätte die 184g x 0,95 = 174,8 g rechnet und von denen dann (...) |
184 g ist die gesamtmasse der fertigen loesung (wenn man dichtekonstanz unterstellt, naeherungsweise)
0,95 ist der massenanteil der schwefelsaeure an der schwefelsaeure-stammlosung
... und den entsprechenden -gehalt an schwefelsaure in der fertigen loesung, den kennen wir ja noch garnet
gruss
Ingo
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 23:04 Titel: |
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Das ist Erbsenspalterei
m/ (a *b) = m/(b*a)
Sicherlich der Zwischenwert ist nur in der Reihenfolge Masse(100%) => Masse(35%) => Volumen (35%) nutzbar
Jedoch ergibt die Rechnung Masse(100%) => Pseudovolumen=> Volumen (35%) das gleiche . |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
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| Verfasst am: 29. Jun 2020 23:40 Titel: |
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wie auch immer:
ich stehe derzeit bei
 = 0,1472 g)
 g \ \approx \ 0,4206 \ g)
 \ mL \ \approx \ 0,3858 \ mL)
sollten wir insoweit uebereinstimmen, is ja alles schoen...
gruss
Ingo
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
Beiträge: 3959
Wohnort: Berlin
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| Verfasst am: 30. Jun 2020 10:19 Titel: |
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Ja stimmt überein. Wie gesagt im Nenner kann auch erst die Dichte und dann der Prozentsatz stehen. |
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OC-Gast
Gast
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| Verfasst am: 30. Jun 2020 12:13 Titel: Marquis |
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| Nobby hat Folgendes geschrieben: | | Keine Ahnung wie das hergestellt wird. Zumindest, wenn man das in vorgelegter Schwefelsäure träufelt geschieht genauso, als wenn man Wasser nehmen würde das Ungeheuere. Vermutlich wird gasförmiges Formaldehyd durch Schwefelsäure geleitet, dabei kann sich dieses natürlich zu einem gewissen Prozentsatz lösen. Oder man legt flüssiges Formalin vor und gibt unter Temperaturkontrolle die Schwefelsäure in Schritten zu. Aber so wie es angedacht ist gibt es mit Sicherheit einen Unfall und was für die Augenklinik. |
Kleine Anmerkung:das für die Marquis-Reaktion benötigte Reagenz als Test auf Alkaloide wird genauso herstgestellt,daß zur vorgelegten konz. Schwefelsäure die Formalinlösung(40%ig) langsam zugetropft wird,bei "größeren" Mengen unter Eiskühlung.
Da wird kein Formaldehyd freigesetzt.
OC-Gast. |
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Nobby
Administrator
Anmeldungsdatum: 20.10.2014
Beiträge: 3959
Wohnort: Berlin
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| Verfasst am: 30. Jun 2020 12:18 Titel: |
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Danke für die Info. Ich hab mich schon gewundert wofür man das braucht. |
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11677
Wohnort: Hamburg
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| Verfasst am: 01. Jul 2020 00:22 Titel: |
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@ cytochrom
wolltest du das hier noch zuende bringen?
... denn sonst wuerde ich das gelegentlich mal final ergaenzen, damit der thread nicht unfertigt ins archiv wandert
gruss
Ingo
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magician4
Administrator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11677
Wohnort: Hamburg
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| Verfasst am: 02. Jul 2020 01:29 Titel: |
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nundenn.... mach ich meinen vorschlag zum loesungsweg mal zuende:
wir haben die masse an formaldehyd-loesung berechnet, der satz vom masse-erhalt soll gelten. da die dichte zudem als hinreichend konstant anzunehmen sein soll, haben die 100 mL fertigloesung eben auch  *V = 184 g
daher:
diese 183,5794 g schwefelsaeure-stammloesung entsprechen sodann
 \ mL \ \approx 99,77 \ mL)
diese enthalten
 \ g \ \approx \ 174,40 \ g \ H_2SO_4, absolut)
berechnet man hierzu nunmehr den neuen masse-gehat an schwefelsaeure in der fertigloesung, so ergibt sich ganz zwanglos
 \ % \ \approx \ 94,78 \ %)
.... und nu glaub ich, hammers zusammen was da gefragt war, und falls da jetzt nicht noch weitere anmerkungen kommen, kann der thread nu in ruhe schlafen gehn..
gruss
Ingo
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