Herstellung von Wasserstoff – Berechnung (Übungsvideo 1)

Hallo, liebe Chemiefreundinnen und Chemiefreunde. Herzlich willkommen zum Video "Chemisches Rechnen, Teil 15". Und schon sind wir bei unserer Reaktion. Wasser - und in das Wasser wird ein Feststoff hineingegeben. Eine Reaktion setzt ein mit Gasentwicklung. Und während das Wässerchen so vor sich hin sprudelt, kommen wir zu unserer Aufgabenstellung. Calcium reagiert mit Wasser. Wie viel Calcium benötigt man für die Herstellung von 1 l Wasserstoff? Wie immer formulieren wir zunächst die Wortgleichung: Calcium + Wasser -> Calciumhydroxid + Wasserstoff. Es schließt sich die Formelgleichung an: Ein Atom Calcium reagiert mit 2 Molekülen Wasser zu einem Molekül Calciumhydroxid und einem Molekül Wasserstoff. Also, in der Sprache der chemischen Symbole: Ca + 2 H2O -> Ca(OH)2 + H2. Im Unterschied zu den bisher betrachteten Videos haben wir es hier mit Massen und Volumengemisch zu tun. Wir schreiben also bei Calcium (Ca) x, da wir die Menge an Calcium suchen. Entsprechend schreiben wir über das Symbol von Wasserstoff (H2) 1 l, denn 1 l Wasserstoff ist in der Aufgabenstellung gegeben. Ein weiterer Unterschied im Vergleich zu den vorigen Videos besteht darin, dass wir anstelle der relativen Atommassen mit Stoffmengen und darüber dann mit Vergleichsmassen bzw. Volumina arbeiten müssen. Beginnen wir mit den Stoffmengen. Wir nehmen 1 mol Calcium und erhalten daraus ebenfalls, nach der Reaktionsgleichung, 1 mol Wasserstoff. Demzufolge schreiben wir unter Ca 1 mol und unter H2 ebenfalls 1 mol. Darüber, aber unter die entsprechende Formelsymbole, schreiben wir nun die entsprechenden Vergleichsmassen bzw. Volumina. Bei Calcium entspricht 1 mol eine Masse von 40 g, unter Ca steht 40 g. Bei Wasserstoff entspricht einer Stoffmenge von 1 mol ein Volumen von 22,4 l. Wir schreiben also unter H2 22,4 l. Eine Minibemerkung am Rande: Die 22,4 l beziehen sich auf Normbedingungen. Was das ist, habe ich in der linken unteren Ecke mit orangener Farbe notiert. Wir haben nun eine wunderbare Proportionalität vorliegen, die wir ausnutzen können. Denn x verhält sich zu 40 g wie 1 l zu 22,4 l. X bestimmen wir nun mit dem Dreisatz. Dabei multiplizieren wir die beiden Werte, die in der Diagonale stehen, in der sich x nicht befindet. Das Ergebnis dividieren wir durch den Wert, der in der Diagonale mit x steht. Wir erhalten demnach nach dem Dreisatz: x = (40 g x 1 l) / 22,4 l. Wir erhalten mit dem Taschenrechner einen Wert von etwa 1,79 g. Antwort: Man benötigt 1,79 g Calcium. Auch diese Art von Aufgaben können wir nun lösen. Ich bedanke mich für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Tschüss!