Aufgaben zur Stoffmenge

geg.: $m(FeS)=20g$

ges.: $m(Fe),m(S)n(FeS)$

I. Reaktionsgleichung:

$Fe+S\to FeS$

II. Bestimmen des Stoffmengenverhältnisses (vgl. Koeffizienten der Reaktionsgleichung):

$n(Fe)=n(S)\iff \frac{n(Fe)}{n(S)}=\frac{1}{1}=1$

III. Ersetzen durch geeignete Quotienten:

$\frac{m(Fe)}{M(Fe)}=\frac{m(S)}{M(S)}\iff \frac{\frac{m(Fe)}{M(Fe)}}{\frac{m(S)}{M(S)}}=\frac{m(Fe)}{M(Fe)}\cdot \frac{M(S)}{m(S)}=1\iff \frac{m(Fe)}{m(S)}=\frac{M(Fe)}{M(S)}$ (*)

IV. Einsetzen der Zahlenwerte und berechnen:

aus Angabe: $m(Fe)+m(S)=20g$

Zu beachten: Der Quotient $\frac{M(Fe)}{M(S)}=\frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}$ ergibt einen Zahlenwert!

(Rechenweg zur Auflösung der Gleichung (*) nach $m(Fe)$):

$\frac{m(Fe)}{20g-m(Fe)}=\frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}|\cdot (20g-m(Fe))$

$m(Fe)=10g\cdot \frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}-m(Fe)\cdot \frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}|+(m(Fe)\cdot \frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}})$

$m(Fe)\cdot (\frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}+1)=20g\cdot \frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}|:(\frac{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}{\mathrm{32,06}\frac{g}{mol}}+1)$

$m(Fe)=\mathrm{12,71}g$

$\Rightarrow m(S)=20g-\mathrm{12,71}g=\mathrm{7,29}g$

A: Bei der Reaktion von Eisen und Schwefel braucht man 12,71 Gramm Eisen und 7,29 Gramm Schwefel.

$n(Fe)=n(FeS)=\frac{m(Fe)}{M(Fe)}=\frac{\mathrm{12,71}g}{\mathrm{55,85}\frac{g}{mol}}=\mathrm{0,228}mol$ (analog mit $m(S)$ und $M(S)$ möglich!)

A: Die Stoffmenge von Eisensulfid beträgt 0,228 mol.