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Massenverhältnisse und chemische Formeln

1. Formelschreibweise:
   A$_y$B$_z$

   A:

   Atomart

   $_y$:

   Index (Plural: Indices), Anzahl der Atome in dem Molekül AB

   Metallsymbole werden vorangestellt.
2. Massenverhältnis und chemische Formeln (siehe Buch Seite 47)
   • Schwarzes Kupferoxid enthält $79,9\%$ Massen-$\%$ Kupfer und $20,1\%$ Sauerstoff. Ermittle die Formel!

     geg.:

     $m_A($Cu$)=63,5u;$ $m_A($O$)=16,0u;$ $m($Cu-Portion$)=79,9\%;$ $m($O-Portion$)=20,1\%;$

     ges.:

     $\frac{N(\text{Cu})}{N(\text{O})}$

     Lsg.:

     $\frac{m(\text{Cu}\text{-Portion})}{m(\text{O}\text{-Portion})}=\frac{79,9\%}{20,1\%}=\frac{3,97}{1}$
     $m($Cu-Portion$)=N($Cu$)\cdot{}m_A($Cu$)$
     $m($O-Portion$)=N($O$)\cdot{}m_A($O$)$
     Nun setzen wir die zweite und dritte Formel in die erste ein und erhalten:
     
     $\Rightarrow$ $\frac{N(\text{Cu})}{N(\text{O})}=\frac{m_A(\text{O})\cdot{}3,97}{m_A(\text{Cu})\cdot{}1}=\frac{16u\cdot{}3,97}{63,5u\cdot{}1}\approx1=\frac{1}{1}$ $\Rightarrow$ CuO

   • Ermittle die Verhältnisformel für Aluminiumoxid, wenn $\frac{m(\text{Al})}{m(\text{O})}=\frac{1,12}{1}$.

     geg.:

     $M_A($Al$)=27,0u;$ $m_A($O$)=16u;$

     Lsg.:

     $\frac{N(\text{Al})}{N(\text{O})}=\frac{m_A(\text{O})\cdot{}1,12}{m_A(\text{Al})\cdot{}1} \approx \frac{2}{3}$ $\Rightarrow$ Al$_2$O$_3$

   • Wieviel Gramm O sind in $20g$ roten Kupferoxid gebunden? Die Summenformel von roten Kupferoxid ist Cu$_2$O.

     Lsg.:

     $\frac{m(\text{Cu})}{m(\text{O})}=\frac{m_A(\text{Cu})\cdot{}N(\text{Cu})}{m_A(\text{O})\cdot{}N(\text{O})}=\frac{2m_A(\text{Cu})}{1m_A(\text{O})}$
     $m_M=2\cdot{}m_A($Cu$)+1\cdot{}m_A($O$)=2\cdot{}63,5u+16u=143u$
     $\frac{m_A(\text{O})}{m_M(\text{Cu}_2\text{O})}=\frac{16u}{143u}=\frac{m(\text{O})}{m(\text{Cu}_2\text{O})}=\frac{x}{20g}$ $\Rightarrow$ $x=\frac{16}{143}\cdot{}20g=2,23g$

   • Ermittle (Abfrage):

     Lsg.:

     $\frac{m(\text{Ca})}{m(\text{Cl})}=\frac{1}{1,77}=\frac{m_A(\text{Cl})\cdot{}1}... ...ext{Ca})\cdot{}1,77}=\frac{35,5u\cdot{}1}{40,0u\cdot{}1}\approx0,50=\frac{1}{2}$ $\Rightarrow$ CaCl$_2$

   • Wieviel $g$ Wasserstoff (H) sind in $30g$ Wasserstoffperoxid ( H$_2$O$_2$) gebunden?

     Lsg.:

     $m($H$)=\frac{m_A(\text{H})}{m_M(\text{H}_2\text{O}_2)}\cdot{}30g=\frac{1}{34}\cdot{}30g=0,88g$

   • Berechne den Massenanteil von O$_2$ (Sauerstoff) in MnO$_2$ (Braunstein) in Prozent.

     Lsg.:

     $m($O$_2)=\frac{2m_A(\text{O})}{m_M(\text{Mn}\text{O}_2)}=\frac{32u}{86,9u}=0,36=36,82\%$

   • Wieviel $g$ Wasserstoff (H) sind in $15g$ Ammoniak ( NH$_3$) gebunden?

     Lsg.:

     $\frac{m_A(\text{H})}{m_M(\text{N}\text{H}_3)}\cdot{}15g=\frac{1u}{14,0u+3\cdot{}1u}\cdot{}15g=0,88g$

   • Berechne den Massenanteil von Stickstoff (N) in Ammoniak in %.

     Lsg.:

     $\frac{m_A(\text{H})}{m_M(\text{N}\text{H}_3)}=\frac{14,0u}{17,0u}\cdot{}100\%=82,35\%$

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