Berechnung Stoffkonzentration mol/l

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo!
Da ich nunmehr drei Jahre keinen Chemieunterricht hatte (lerne für HamNat Charité), habe ich natürlich Probleme bei Bewältigung folgender Aufgabe:
Bei der Analyse einer Lösung mit ausschließlich Na±, Cl-- und SO42- -Ionen ergibt sich
c(Na+) = 1 mol/l, c(Cl-) = 0,2 mol/l. Wie groß ist die Sulfationenkonzentration?

Das größte Verständnisproblem: Wie kann man von der Stoffkonzentration 2er Stoffe auf die des dritten schließen? Wo ist denn da ein Zusammenhang? Ganz grundlegende Chemie und fortgeschrittene Mathematik könnt ihr mir vorraussetzen.
Vielen Dank!

#2

Hallo

Natrium ist das einzige positive Ion, also können nur genau so viele negative Ionen wie der Natriumkonzentration entsprechend vorhanden sein. Und zwar, aufpassen, Sulfat ist 2-wertig, also pro 2 Natrium-Ionen ein Sulfat-Ion.

Die ganze Lösung ist ja neutral, deshalb kann man darauf zurückschliessen.
Wenn Na = 1 Mol und Chlorid 0,2 Mol, so bleiben noch 0,8 Mol Na übrig, die mit dem Sulfat zu tun haben müssen, aber da Sulfat 2-wertig, sind deshalb nur 0,4 Mol Sulfat in der Lösung enthalten.

OK?

besten Gruss
Johnny

#3

Eins ist mir nicht bewusst: wieso müssen genau so viele negative wie positive ionen vorliegen?

#4

Natriumchlorid resp. Natriumsulfat besteht aus genausovielen negativen Ionen wie positiven. Anders geht es nicht. Ein Salz ist immer „elektrisch“ neutral und deshalb entstehen dann beim Auflösen immer so viele positive und negative Ionen, dass sich die Ladungen aufheben.

Natrium gibt bei der Synthese von NaCl ein Elekton an das Chlor ab, dadurch entsteht ein positives Na-Ion und ein negatives Chlorion.

#5

Hallo!

Ich glaube, die Aufgabe ist einfacher als Du denkst. Wenn ich das richtig verstanden habe, dann musst Du nur davon ausgehen, dass in der Lösung
die Gesamtladung Null ist. Auf der positiven Seite hast Du ausschließlich einfach positiv geladene Natrium-Ionen. Und zwar 1 mol/liter. Bei den negativen Ionen hast Du 2 Sorten, die einfach geladenen Chlorid-Ionen und die doppelt negativ geladenen SO4-Ionen. Um Ladungsgleichgewicht herzustellen brauchst du pro Chlor-Ion ein Natrium, pro Sulfat-Ion aber 2 Natrium-Ionen. Die Konzentration den Natrium-Ionen ist gegeben (1 mol/l), die Der Chlor-Ionen auch (0,2 mol/l). Wenn als 2. Sorte negativ geladener Ionen eines mit ebenfalls nur einfacher Ladung zur Verfügung stünde, dann bräuchte man 0,8 mol/l davon, um Ladungsgleichgewicht herzustellen. Man hätte dann von positiven und negativen Ionen gleich viel in der Lösung, und zwar 1 mol/l positive Ionen und (0,2 + 0,8)mol/l negative Ionen.
Jetzt hat man aber eine doppelt negativ geladene Sorte. Es dürfte dir nun nicht allzu schwer fallen herauszufinden, wie viele man davon braucht.

Liebe Grüße,

Thomas.

#6

Hallo mexxkian,
das ist wirklich nicht so schwer, wirst Du gleich sehen.
Wenn Na+ 1Mol/l beträgt, wäre die Konzentration von Cl-, wenn SO42- nicht vorkäme, ebenfalls 1Mol/l. Da wir aber nur 0,2 Mol/l davon haben, muss anstelle der fehlenden 0,8 Mol/l SO42- vorhanden sein. Dieses ist jedoch, anders als Chlorid, doppelt negativ geladen, so dass ein Sulfation zwei Chloridionen ersetzt. Wenn also noch 0,8 Mol/l Chloridionen vorhanden sein müssten, um die Ladung der Natriumionen auszugleichen, dann reichen als Ersatz für diese 0,8 Mol/l 0,4 Mol/l SO42- - und das ist dann auch die Lösung der Aufgabe. Verstanden?
Viel Glück für’s Lernen weiterhin,
Christiane

#7

Hallo!

Ist gar nicht so schwierig, wenn man erstmal erfasst hat um was es geht.

In Lösungen liegen gelöste Salze ja in Form von Ionen vor. In deinem Fall sind in der Lösung Na+, Cl- und SO4 2- gelöst. Diese entstehen aus den zwei Salzen NaCl und Na2SO4. Das bedeutet, dass die Kationen und Anionen in deiner Lösung in äquivalenten Mengen vorliegen müssen. Jedes Katione braucht ein entsprechends Anion.

Weil Natrium das Kation in beiden Salzen sind kannst du aus so einer indirekten Analyse auf den Sulfatgehalt schließen. Rechen dir aus, wieviel von dem Gesamt-Na (1 mol - das pro Liter kannst du hierbei vergessen) an das ebenfalls analysierte Chlorid gebunden werden können. Der Rest war ursprünglich an das Sulfat gebunden (als Na2SO4-Salz). Dann noch die Ladungen berücksichtigen und schon hast du die Menge an Sulfat - und das geht sogar ohne größere Mathe Kenntnisse und ganz ohne Taschenrechner. :wink:

Alles klar soweit? Wenn nicht frag gerne nochmal nach

Gruß

Sven

#8

In der Lösung muss die Summe der Stoffmengen aller positiven Ladungen gleich groß sein wie die Summe der Stoffmengen aller negativen Ladungen.
pos.: c(Na+)=1mol/L, daher 1mol/L
neg.: daher auch 1 mol/L,
davon c(Cl-)=0,2mol/L, daher 0,2mol/L
Rest daher 0,8mol/L für Sulfat-Ionen. Da SO42- je Ion 2 neg. Ladungen hat, folgt: c(SO42-)=0,4mol/L.

#9

hallo !
… beim zweiten durchlesen hats bei mir klick gemacht …
du musst die wertigkeiten beachten und die summenformel der nichtdissoziierten salze… da nur Na, Cl und SO4 drin ist kann die lösung nur aus
NaCl und Na2SO4 (!) ,
Na2SO4 … 2mol Na zu 1 mol SO4
NaCl … 1mol Na zu 1 mol Cl
:wink:

#10

Hallo,
dazu muss man wissen, dass jedes Kation sein Anion braucht, damit die ganze Lösung insgesamt neutral bzgl. der Ladungen ist. Die 0,2 mol/l Cl- „passen“ zu 0,2 mol/l Na+. Bleiben also noch 0,8 übrig. Da 2 Na+ für jedes (SO4)2- gebraucht werden, sind in der Lösung 0,4 mol/l Sulfat.

#11

Hallo mexxkian
Die Sache ist ganz einfach, wenn der Grundsatz: alle positiven Ladungen stehen gleichviel Negative gegenüber eingehalten wird.
Na ist einwertig Pos., Chlorid ist einwertig Neg., Sulfat ist zweiwertig Neg., d.h. von dem 1mol/l Na sind 0.2 mol/l durch das NaCl eingebracht worden. Die restlichen 0.8 mol/l Na sind durch das Na2SO4 hineingekommen, also 0.4 mol/l SO4 (weil zweiwertig).
Gruss Felix

#12

Wie kann man von der Stoffkonzentration 2er Stoffe auf die des dritten schließen?

Hallo,
man kann darauf schließen, wenn man weiß, dss die elektrischen Ladungen ausgeglichn sein müssen. Mol ist eine Mengenbezeichnung (6,022 x 10 hoch 23 Teilchen o. Ladungen)

Ein mol Na+ (1 Ladung pro Teilchen) muss ausgeglichen werden, laut Analyse.
Bei 0,2 mol/l Cl- beiben noch 0,8 mol/l an Ladungen auszugleichen.
(SO4)2- (jedes Teilchen hat 2 Ladungen)
Das Bedeutet 0,4 mol/l (SO4)2- für 0,8 mol/l auszugleichender Ladungen.

Ich hoffe jetzt ist alles klar
Gruß
Michael

#13

In der Lösung sind elektrisch geladene Ionen, die aber in der Summe neutral sein müssen.
0,2 mol Cl- werden durch 0,2 mol Na+ neutralisiert.
Bleiben 1,0 - 0,2 = 0,8 mol Na+ übrig, die durch SO4 (2-) zu neutralisieren sind.
Das wird durch 0,8 / 2 = 0,4 mol SO4 2- erreicht, denn 1 mol SO4 (2-) neutralisiert 2 mol Na+.

Lösung: 0,4 mol/l Sulfationen, vermute ich mal.