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Ich habe folgende Aufgabe bekommen, die ich nicht lösen kann.
Mol-Prozent H2 = 0,0074 Mol-Prozent CH4 = 0,9926
Meine Aufgabe ist es, die Werte in Volumen-Prozent Werte umzuwandeln.
Mein Ansatz ist wie folgt: Molmasse (H2) = 2,01588 Kg/mol Molmasse (CH4) = 16,0426 kg/mol Dichte (H2) = 0,0899 kg/m³ Dichte (CH4) = 0,657 kg/m³
Ich habe für H2 und CH4 folgendes gerechnet:
(Molmasse * Mol-Prozent)/ Dichte
--> Ergebnis
H2 = 0,1659 m³/molGemisch CH4= 24,237 m³/molGemisch
"Molgemisch" soll bedeuten, dass die jeweiligen Anteile in einem Mol bereit berücksichtigt werden.
Anschließen habe ich die Werte summiert und die Anteile ermittelt, was nach meiner Logik die Lösung in Volumenprozent sein müsste:
Volumenprozent (Wasserstoff) = 0,68 Vol-% Volumenprozent (CH4) = 99,32 Vol-%
Das kann jedoch nicht richtig sein nach meinem Verständnis, da der Volumenanteil von H2 größer sein muss als sein Mol-Anteil.
Ich bin für jede Hilfe dankbar.
Punkte: 10
Hallo stefriegel,
vielen Dank für die sehr schnelle Antwort. Leider konnte ich mich krankheitsbedingt erst jetzt wieder damit beschäftigen.
Zu den molaren Gasvolumen:
Ich habe über die Dichte und die Molare Masse [g/mol] die molare Masse für H2 und CH4 berechnet.
Molares Volumen [CH4] = 0,0244 m³/mol
Molares Volumen [H2] = 0,00242 m³/mol
Nach meinem Verständnis könnte ich jetzt über dies molaren Volumina die Umrechnung von Mol-% auf Vol-% durchführen. Dieser Wert wäre dann aber eben fast identisch.
Kann das so sein, denn ich hätte jetzt gedacht, dass der Vol-% Wert von Wasserstoff um einiges höher sein wird.
Bei idealen Gasen haben gleiche Stoffmengen auch genau gleiches Volumen. Bei einem idealen Gas vernachlässigt man nämlich die Wechselwirkungskräfte zwischen den Gasatomen (da im Gas die Atomabstände sehr groß sind) und dadurch kommt es überhaupt nicht auf die Atomsorte des Elements oder der Verbindung an.
─ stefriegel 07.03.2023 um 08:39Ok Verstehe. Ein ideales Gas besteht ja soweit ich weiß unter den definierten Normalbedingungen. Was wäre, wenn ich jetzt Temperatur 20°C und als Druck 5 bar beispielsweise annehme?
─ user58f267 07.03.2023 um 11:29Nein, ein ideales Gas ist eine (idealisierte) Stoffeigenschaft, unabhängig Temperatur und Druck. Alle Gase, deren Atome sehr wenig Wechselwirkung haben, kann man als ideales Gas betrachten und deshalb mit dem idealen Gasgesetz pV = nRT beschreiben. Der Zahlenwert des molaren Gasvolumens (22,4 l/mol) ist allerdings für Normalbedingungen berechnet.
─ stefriegel 07.03.2023 um 11:46Ich soll die Berechnung aber nicht für ideale Gase machen, sondern für den realen Zustand.
Kann ich für die Berechnung dann den Dampfdruckverlauf von H2 und CH4 verwenden und darüber das Molare Volumen abhängig von Druck und Temperatur darstellen?
Wenn du es für reale Gase machen sollst, nimmst du die tatsächlichen Werte für die Dichte.
Meine Erläuterung des idealen Gases soll nur dazu dienen, deine Frage zu erklären, warum für CH4 und H2 fast dasselbe Volumen rauskommt.
Ok Verstehe. Wenn ich nochmal auf die Rechnung zurückkomme. Wie ich schon bei der Rechnung berechnet habe, erhalte ich für das molare Volumen von CH4 einen höheren Wert als für H2. Somit ist der Vol-% Wert von Wasserstoff kleiner als der Mol.-%-Wert von H2.
Kann das so sein? Eigentlich habe ich das Ergebnis anders herum erwartet.
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Zwei Tipps habe ich dazu für dich:
─ stefriegel 21.02.2023 um 22:341. Die Molmasse von H2 ist nicht 2,01588 Kg/mol, sondern g/mol. Entsprechend auch für die anderen Stoffe.
2. Schau mal nach dem Begriff "molares Gasvolumen". Das ist für Gase eine Konstante.