Berechnung des Anteils und des prozentualen Anteils eines Elements in einer Verbindung

1.Ein Behälter enthält ein Gasgemisch mit 0,825 mol Schwefeldioxid, 4,29 mol Stickstoff, 0,055 mol Argon und 0,33 mol Sauerstoff. Berechne die Stoffmengenanteile der einzelnen Komponenten im System.

Lösung:

Zuerst berechnen wir die gesamte Stoffmenge im Gasgemisch:
n = (0,825 + 4,29 + 0,055 + 0,33) mol = 5,50 mol

Die Stoffmengenanteile der Komponenten werden wie folgt berechnet:


calculation-of-fraction-and-percent-of-element-in-compound-1-1.gif

Die Stoffmengenanteile der Gase im Gemisch sind 0,15 (SO2); 0,78 (N2); 0,01 (Ar); 0,06 (O2).


2. Berechne:

  • a) den Massenanteil und das Massenprozent von Schwefel und Eisen im Pyrit
  • b) wie viele Gramm Schwefel in 500 g Pyrit enthalten sind

Lösung:

a) Der Massenanteil von Schwefel im Pyrit wird berechnet nach:

calculation-of-fraction-and-percent-of-element-in-compound-2-1 

Wir formen diesen Ausdruck so um, dass er die Molmassen (aus Tabellen) und die Stoffmengen von Schwefel und Pyrit enthält. Wir drücken daher die Massen der gegebenen Stoffe aus als:

 calculation-of-fraction-and-percent-of-element-in-compound-2-2.gif

Nach dem Einsetzen dieser Beziehungen in die Gleichung für den Massenanteil erhalten wir:

calculation-of-fraction-and-percent-of-element-in-compound-2-3 

Der berechnete Massenanteil von Schwefel entspricht dem Massenprozent, gegeben durch:

Massenprozent = wS·100 = 0,5345 · 100 = 53,45 %

Der Massenanteil der zweiten Komponente des Pyrits, Eisen, ist dann:

wFe = 1 – 0,5345 = 0,4655

Massenprozent = 0,4655 · 100 = 46,55 %


3.Wieviel Prozent Stickstoff enthält Calciumdinitrat Ca(NO3)2?

Lösung:

Die Molmasse des Nitrats beträgt 164,086 g·mol-1. Die relative Atommasse des Stickstoffs ist 14,007. Logischerweise enthalten 164,086 Gramm der Verbindung 14,007 g Stickstoff. Zur Bestimmung des prozentualen Gehalts setzen wir die Masse des Stickstoffs ins Verhältnis zur Verbindung:

calculation-of-fraction-and-percent-of-element-in-compound-3-1.gif 

Stickstoff kommt in der Natur jedoch als Dimer N2 vor, daher ist der prozentuale Anteil von N2 doppelt so groß wie der von N; die korrekte Antwort ist 17,07 %.


4.25 cm3 Glycerin wurden in 100 cm3 Wasser gelöst. Berechne den Massenanteil von Glycerin in der Lösung und gib ihn in Massenprozent an. Die Dichte von Glycerin bei 20 °C beträgt 1,261 g·cm-3.

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5.Bei 25 °C und einem Druck von 101,5 kPa wurden 15,5 dm3 Wasserstoff H2 und 10 dm3 Neon Ne gemischt. Gib die Zusammensetzung des Gasgemischs an:

  • a) in Volumenprozent
  • b) in Molprozent
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6.Ein alkoholisches Getränk enthält 40 Vol-% Ethanol. Berechne die Volumina von reinem Ethanol und Wasser in 750 cm3 dieses Getränks.

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7.Wie viele Gramm wasserfreies Kupfer(II)-sulfat sind in 12 g seines Pentahydrats mit einer Reinheit von 98,2 % enthalten?

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8.Wieviel Prozent Schwefel enthält Schwefeltrioxid?

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9.Welchen Prozentsatz seiner Masse verliert Grüner Vitriol FeSO4·7H2O beim Erhitzen auf hohe Temperatur (sodass er sein gesamtes Kristallwasser verliert)?

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10.Berechne die Masse einer gesättigten Lösung von Kaliumdichromat bei 50 °C, die aus 10 g reinem Dichromat hergestellt wurde. Bei 50 °C lösen sich 34,5 g K2Cr2O7 in 100 g Wasser.

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