Verteilungssatz nach Nerst < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Anilin löst sich 10mal besser in Benzol als in Wasser. Sie schütteln 0,5 mol Anilin (M=93 g/mol), welches in 200 ml Wasser gelöst ist,
mit 200 ml Benzol aus. Nach wieviel mal Ausschütteln beträgt die Stoffmenge an Anilin in Wasser erstmals weniger als 0,1% ?
Antwort: 3 mal Ausschütteln
Nehmen Sie desweiteren an, Sie hätten 20g Anilin in 90ml Wasser, welches Sie mit 45ml Benzol ausschütteln. Wieviel mg Anilin
befinden sich nach 2-maligem Ausschütteln noch in der wässrigen Phase?
Antwort: Ungefähr 556 mg Anilin befinden sich noch in der wässrigen Phase! |
Hi,
kann mir bitte jemand erklären, wie ich auf die Lösung komme?
Ich weiß, dass der Nernste Verteilungssatz aussagt $ [mm] \bruch{c_{A} ( Oberphase )}{c_{A} ( Unterphase )} [/mm] $ Ich versteh nur leider nicht, wie ich durch dieses Gesetzmäßigkeit auf die richtigen Antworten komme.
Vielen Dank im Vorraus
Lg
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 08:58 Mo 03.03.2014 | | Autor: | wolfi90 |
Meines Erachtens ist diese Aufgabe nicht lösbar, da von einer falchen Voraussetzung ausgegangen wird.
Es lösen sich bei Zimmertemperatur nur m(Anilin) = 36 g in V(Wasser) = 1 L. Bei dieser Aufgabe liegt also ein ganzer Teil in Wasser ungelöstes Anilin vor.
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Hi,
die Frage entstammt leider einer Altklausur und müsste irgendwie zu lösen sein. Ich selbst weiß aber überhaupt nicht, womit ich bei so einer Aufgabe anfangen würde :/
Lg
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:31 Mo 03.03.2014 | | Autor: | Ladon |
Aufgabe
Anilin löst sich 10mal besser in Benzol als in Wasser. Sie schütteln 0,5 mol Anilin (M=93 g/mol), welches in 200 ml Wasser gelöst ist,
mit 200 ml Benzol aus. Nach wieviel mal Ausschütteln beträgt die Stoffmenge an Anilin in Wasser erstmals weniger als 0,1% ?
Antwort: 3 mal Ausschütteln
Nehmen Sie desweiteren an, Sie hätten 20g Anilin in 90ml Wasser, welches Sie mit 45ml Benzol ausschütteln. Wieviel mg Anilin
befinden sich nach 2-maligem Ausschütteln noch in der wässrigen Phase?
Antwort: Ungefähr 556 mg Anilin befinden sich noch in der wässrigen Phase!
Hallo Masterking,
Mit dem Nernst´schen Verteilungssatzes [mm] $\frac{c(Obere Phase)}{c(Untere Phase)}$ [/mm] hast du schon mal einen guten Ansatz.
Wegen [mm] \rho(Benzol)=0,87g/cm^3 [/mm] und [mm] \rho(H_2O)=1g/cm^3 [/mm] ist Benzol wohl die obere Phase. Aus der Aufgabe ist ersichtlich, dass sich Anilin in Benzol 10 mal besser lösen soll:
=> [mm] $\frac{c(Benzol)}{c(H_2O)}=10$
[/mm]
Für das 1. Ausschütteln gilt also:
[mm] $\frac{\frac{0,5mol-n_1}{0,2L}}{\frac{n_1}{0,2L}}=10\gdw \frac{0,5mol-n_1}{n_1}=10\gdw \frac{0,5mol}{n_1}-1=10\gdw n_1=\frac{0,5}{11}mol$ [/mm] mit [mm] n_1 [/mm] = Stoffmenge von Anilin in $H_2O$ und [mm] n_2 [/mm] = Stoffmenge von Anilin in Benzol, wobei [mm] n_2=0,5 mol-n_1 [/mm] ist (mache dir den Grund dafür selbst klar!).
[mm] n_1 [/mm] kannst du so für das 1. Ausschütteln berechnen. Darüber kannst du dann auch die entsprechenden Gew.-% berechnen und mit der Forderung von 0,1% vergleichen. Falls Gew.-% < 0,1%, dann fertig, falls Gew.-% [mm] \ge [/mm] 0,1%, dann 2. Ausschütteln in analoger Berechnung.
Ansatz für das 2. Ausschütteln:
[mm] $\frac{\frac{\frac{0,5}{11}mol-n_1}{0,2L}}{\frac{n_1}{0,2L}}=10$
[/mm]
Analog wird weiterverfahren.
Die 2. Aufgabe wird ähnlich gelöst, daher skizziere ich den Rechenweg nur kurz:
1. Stoffmenge von Anilin berechnen. n(Anilin)
2. Ansatz wie oben: [mm] \frac{\frac{n(Anilin)-n_1}{0,045L}}{\frac{n_1}{0,09L}}=10
[/mm]
3. Nutze [mm] n_1 [/mm] zur Berechnung des 2. Ausschütteln.
4. Rechene Stoffmenge in Masse um.
Eine schöne Erklärung zu ähnlichen Aufgabenstellungen bzgl. des Nernst´schen Verteilungssatzes bietet m.W. Mortimer. Ich habe die Seite aber nicht mehr im Kopf. 
MfG Ladon
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:21 Mo 03.03.2014 | | Autor: | Masterking |
Hi,
vielen Dank für deine Mühe. Ich werd mir die Rechnung jetzt mal genauer anschauen und mich bei Fragen dann nochmal melden:)
Lg
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Hallo,
ich bin leider erst gerade dazu gekommen mir die Rechnung genauer anzuschauen. Ich versteh leider nicht, wie ich die Stoffmenge von Anilin in [mm] H_{2}O [/mm] berechnen soll. K ist in diesem Fall indirekt gegeben und ist 10, oder?
Lg
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:36 Do 06.03.2014 | | Autor: | Ladon |
Tut mir Leid, dass ich erst jetzt auf deine Frage reagiere.
Du hast die Stoffmenge von Anilin in Wasser in der Aufgabenstellung gegeben! Und ja, k=10 ist in der Aufgabenstellung gegeben.
Ich hoffe es nützt dir etwas.
MfG Ladon
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Hallo Masterking,
entschuldige meine späte Antwort - ich habe Mathe-NH-Schüler(innen), welche nächste Woche Abitur schreiben.
1. 200 ml Wasser enthalten 500 mmol Anilin & 200 ml Benzol enthalten nichts.
Sodann 1. Ausschütteln.
Danach: 200 ml Wasser enthalten 500 - [mm] n_1 [/mm] mmol und 200 ml Benzol enthalten [mm] n_1 [/mm] mmol Anilin.
[mm] $\frac{n_1}{500-n_1}\;=\; [/mm] 10$ daraus: [mm] $n_1\;=\;454,545454\;mmol$ [/mm] in Benzol und 45,454 mmol in Wasser.
2. 200 ml Wasser enthalten 45,454545 mmol Anilin & 200 ml Benzol enthalten nichts.
Sodann 2. Ausschütteln.
Danach: 200 ml Wasser enthalten 45,454 - [mm] n_2 [/mm] mmol und 200 ml Benzol enthalten [mm] n_2 [/mm] mmol Anilin.
[mm] $\frac{n_2}{45,454-n_2}\;=\; [/mm] 10$ daraus: [mm] $n_2\;=\;41,322314\;mmol$ [/mm] in Benzol und 4,1322 mmol in Wasser.
3. 200 ml Wasser enthalten 4,1322 mmol Anilin & 200 ml Benzol enthalten nichts.
Sodann 3. Ausschütteln.
Danach: 200 ml Wasser enthalten 4,1322 - [mm] n_3 [/mm] mmol und 200 ml Benzol enthalten [mm] n_3 [/mm] mmol Anilin.
[mm] $\frac{n_3}{4,1322-n_3}\;=\; [/mm] 10$ daraus: [mm] $n_3\;=\;3,756574\;mmol$ [/mm] in Benzol und 0,3752 mmol in Wasser.
Der Anilingehalt im Wasser ist damit geringer als 0,1 % von 500 mmol
LG, Martinius
Edit 1: copy & paste Fehler berichtigt.
Edit 2: Schreibfehler berichtigt.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 02:46 Fr 07.03.2014 | | Autor: | Masterking |
Hallo,
da gibt es ja nichts zu entschuldigen, vielen Dank für die Antwort, habe es nun endlich verstanden :)
Lg
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