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Reaktion von Essigsäure und Natron – Berechnung (Übungsvideo 1)

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André Otto
Reaktion von Essigsäure und Natron – Berechnung (Übungsvideo 1)
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Beschreibung Reaktion von Essigsäure und Natron – Berechnung (Übungsvideo 1)

Inhalt

Reaktion von Essigsäure und Natron – chemisches Rechnen

Vielleicht kennst du schon unser Video zu den Reaktionen der Essigsäure. Dann weißt du auch, dass Essigsäure mit Carbonaten reagiert und dabei Acetate bildet. Heute wollen wir uns mit der Reaktion von Essigsäure und Natron beschäftigen und chemisches Rechnen üben.

Reaktion von Essigsäure und Natron berechnen – Beispiel

Essigsäure ist eine Carbonsäure und ihr chemischer Name lautet Ethansäure ($\ce{CH3COOH}$). Hinter dem Trivialnamen Natron verbirgt sich das Salz Natriumhydrogencarbonat ($\ce{NaHCO3}$). Reagieren Ethansäure und Natriumhydrogencarbonat miteinander, so entsteht ein Salz der Essigsäure – Natriumacetat ($\ce{CH3COONa}$) – sowie Wasser und Kohlenstoffdioxid. Nun könnte eine mögliche Rechenübung im Chemieunterricht darin bestehen, zu berechnen, wie viel Natriumacetat es braucht, damit 132 Gramm Kohlenstoffdioxid entstehen. Bevor wir diese Übung zur Reaktion von Essigsäure und Natron gemeinsam berechnen, stellen wir zuerst die Wort- und im Anschluss die Formelgleichung auf:

$\ce{\underset{\text{Ethansäure}}{\text{Essigsäure}} + \underset{Natriumhydrogencarbonat}{\text{Natron}} -> \text{Natriumacetat} + \text{Wasser} + \text{Kohlenstoffdioxid}}$

$\ce{CH3COOH + NaHCO3 -> CH3COONa + H2O + CO2}$

Im nächsten Schritt ergänzen wir alle Informationen, die wir haben. Wir kennen die Masse an entstehendem Kohlenstoffdioxid und schreiben $\pu{132 g}$ über $\ce{CO2}$. Und wir wissen, dass die Masse für Natriumacetat gesucht ist – das kennzeichnen wir mit dem Symbol $X$.

$\ce{CH3COOH + \overset{X}{NaHCO3} -> CH3COONa + H2O + \overset{\pu{132 g}}{CO2}}$

Außerdem können wir die relativen Molekülmassen ($M_{rel}$) der relevanten Reaktionspartner berechnen. Diese kann man anhand des Periodensystems der Elemente (PSE) aus den einzelnen relativen Atommassen berechnen. Hier ein Beispiel zur Berechnung der relativen Molekülmasse von Natriumhydrogencarbonat:

$M_{rel(\ce{NaHCO3})} = \ce{n_{Na} * A_{Na} + n_H * A_H + n_C * A_C + n_O * A_O}$

$\ce{n_{Element}}$ entspricht dabei der Anzahl der Atome eines Elements je Molekül.

$\ce{A_{Element}}$ entspricht der Atommasse des jeweiligen Elements, zu finden im PSE.

Wir erhalten demnach für die relative Molekülmasse von Natron:

$M_{rel(\ce{NaHCO3})}= \ce{1 * 23 + 1 * 1 + 1 * 12 + 3 * 16 = 84}$

Nach dem gleichen Prinzip verfährst du zur Berechnung der relativen Molekülmasse von Kohlenstoffdioxid. Beide Werte ergänzen wir ebenfalls zur Formelgleichung.
Achtung: Die relative Molekülmasse ist normiert und besitzt daher keine Einheit.

$\ce{CH3COOH + \overset{X}{\underset{84}{NaHCO3}} -> CH3COONa + H2O + \overset{\pu{132 g}}{\underset{44}{CO2}}}$

Da wir es hier mit Proportionalitäten zu tun haben, können wir dem Dreisatz entsprechend folgende Verhältnisgleichung aufstellen:

$\frac{m_{\ce{NaHCO3}}}{M_{\ce{NaHCO3}}} = \frac{m_{\ce{CO2}}}{M_{\ce{CO2}}}$


Nun setzen wir alle bekannten Werte ein und stellen nach $X$ um:

$\frac{X}{84} = \frac{\pu{132 g}}{44}$

$X = \frac{\pu{132 g} \ce{* 84}}{44} = \pu{252 g}$

Wir erhalten für den Wert $X$ 252 Gramm. Unser Antwortsatz lautet demnach: Es werden 252 Gramm Natron benötigt, um bei der Reaktion von Essigsäure und Natron 132 Gramm Kohlenstoffdioxid zu erzeugen.

Dieses Video

In diesem Übungsvideo bekommst du eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie du die Frage „Wie viel Natron benötigt man bei der Reaktion von Essigsäure mit Natron, um 132 Gramm Kohlenstoffdioxid herzustellen?“ beantwortest. Zuerst wird dazu die Reaktionsgleichung von Natron mit Essigsäure formuliert und aufgeschrieben. Danach werden die gegebenen und bekannten Werte für die Atommassen eingetragen und der gesuchte Wert wird gekennzeichnet. Am Ende wird mittels des Dreisatzes der gesuchte Wert ermittelt. Im Anschluss kannst du außerdem weitere interaktive Übungsaufgaben lösen.

Transkript Reaktion von Essigsäure und Natron – Berechnung (Übungsvideo 1)

Hallo liebe Freundinnen und Freunde der Chemie! Ich begrüße euch ganz herzlich zum Video "Chemisches Rechnen Teil 7". Heute wollen wir uns mit der Reaktion der Essigsäure mit einem Salz, dem Natron befassen. Ich gebe in ein Glas etwas Natron und schütte dazu einen kräftigen Schluck an Essigessenz. Sofort setzt ein Sprudeln ein, und man sieht sehr schön eine Gasentwicklung. Nach beendeter Reaktion hat man wieder eine klare Lösung. Kommen wir zu unserer Aufgabe. Essigsäure reagiert mit Natron. Welche Masse Salz benötigt man zur Herstellung von 132g Kohlenstoffdioxid? Kommen wir zunächst zur Wortgleichung. Die ist in diesem Fall nicht ganz einfach. Denn Natron ist das Salz Natriumhydrogencarbonat. Das muss man wissen. Auch muss man wissen, welche Reaktionsprodukte entstehen. Ich formuliere: Natriumhydrogencarbonat plus Essigsäure reagieren zu Natriumacetat plus Wasser plus Kohlenstoffdioxid. Die Formelgleichung lautet nun folgendermaßen: NaHCO3 + CH3COOH -> CH3COONa + H2O + CO2. Jetzt schreiben wir die Massen, die für die Berechnung notwendig sind, über die entsprechenden Symbolformeln. Es wird nach der Masse eines Salzes gefragt. Bei dem Salz handelt es sich hier um Natriumhydrogencarbonat, NaHCO3. Wir schreiben daher über NaHCO3 X. Außerdem ist in der Aufgabenstellung die Masse von Kohlenstoffdioxid, CO2, gegeben. Wir schreiben daher über CO2 132g. Genauso verfahren wir mit den Atommassen, nur dass wir sie unterhalb der entsprechenden Symbolformeln aufschreiben. Wir schreiben unter NaHCO3: 23, die relative Atommasse des Natriumatoms, plus 1, die relative Atommasse des Wasserstoffions, plus 12, die relative Atommasse des Kohlenstoffatoms, plus 3 x 16. 16, die relative Atommasse des Sauerstoffatoms. Entsprechend schreiben wir unter CO2: 12, die relative Atommasse des Kohlenstoffatoms, plus 2 x 16. 16 ist die relative Atommasse des Sauerstoffatoms. Wir haben es hier mit einer Proportionalität zu tun. Daher können wir den Dreisatz anwenden. Wir multiplizieren beide Größen der Diagonale miteinander, in der X nicht steht und dividieren durch die Größe aus der Diagonale, in der X steht. Damit erhalten wir: X ist gleich 84 x 132g geteilt durch 44. Wir erhalten somit 252g. 252g Salz werden benötigt. Es handelt sich dabei um Natriumhydrogencarbonat. Habt ihr Lust auf mehr? Es kommt noch was. Ich wünsche euch alles Gute. Tschüss!

2 Kommentare

2 Kommentare
  1. So ist es. Daher habe ich auch verschiedene Aufgaben mit unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad gewählt.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 8 Jahren
  2. Wenn man die Formelgleichung so ansieht muss man ja schon fast den Vorgang auswendig kennen. Sonst kommt man da als (Anfänger) doch gar nicht auf diese Lösung. :-(
    Da scheiterts nicht am rechnen sondern am aufstellen der Gleichung.

    Von Gruber I, vor fast 8 Jahren
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