chemieversuch: estergleichgewicht, massenwirkungsgesetz...

[tim]

hallo. ich bräuchte dringend eure hilfe.

es geht um einen versuch zum estergleichgewicht und massenwirkungsgesetz den wir in unserem chemie grundkurs am freitag durchführen werden. dafür brauche ich eine rechnung in der ich vermutlich die gleichgewichtskonstante berechnen muss.

ich schreib jetzt mal den versuch auf:

Materialien: erlenmeyerkolben (250ml), bürette, kunststoffspritzen (10ml, 1ml) gummistopfen
chemikalien: methansäureethylester (f), ethanol (f), Salzsäure (2mol pro l), natronlauge (1mol pro l ; c) bromthymolblaulösung

durchführung
1. bereiten sie in reagenzgläser vier gleichartige mischungen vor: 1 ml methansäureethylester, 1ml salzsäure und je 7,5 ml ethanol und wasser. verschließen sie die gläser und schütteln sie die proben damit sich die stoffe vermischen
2. untersuchen sie zwei proben nach entwa 2 stunden, die beiden anderen nach ablauf von 3 stunden oder am nächsten tag
spülen sie dazu jeweils den inhalt eines reagenzglases in den erlenmeyerkolben und fügen sie einige tropfen bromthymolblau-lösung hinzu. tropfen sie aus der bürette natronlauge bis zum farbumschlag des indikators zu. notieren sie den verbrauch

aufgaben:
a) berechnen sie zunächst die stoffmengen von methansäureethylester (0,92g pro ml) und wasser im ausgangszustand und dann die stoffmengen aller stoffe im gleichgewicht. (0,79g pro ml)

b) berechnen sie die gleichgewichtskonstante

unser lehrer sagte das wir 4 mal die gleiche rechnung ohne zahlen haben müssen. so zu sagen eine blanko-rechnung.
leider sind die ganzen rechnungen für mich römische dörfer. könntet ihr mir da vielleicht weiter helfen diese rechnung zu erstellen?

[alpha]

n=m/M mit n=Stoffmenge, m=Masse und M=Molare Masse.

m erhältst du aus der Dichte mal dem Volumen. M hast du entweder gegeben oder du musst es über die Molekularformel berechnen, n suchst du.

Was ist dir bei der Gleichgewichtskonstanten nicht klar? - Versuch sie aufzustellen oder wo kommst du nicht weiter?


Grüsse
alpha

[tim]

also mir ist ein rätsel wie ich auf die konzentrationen der stoffe komme womit ich die konstante berechne. die stoffmengen von methansäureethylester und wasser hab ich schon. ich vermute ich brauche noch die stoffmengen von methansäure und ethanol (im gleichgewicht?) um daraus die konzentrationen auszurechnen und dann die konstante aufzustellen.

um beispielsweise die konzentration von methansäureethylester zu berechnen müsste ich doch die stoffmenge (0,0124ml) durch das volumen der gesamtlösung teilen. ist das richtig? wenn ja, wie hoch ist denn das volumen der gesamtlösung? ich denke mal das volumen beträgt 17 ml oder?

[tim]

und wie komme ich auf die stoffmengen aller stoffe im gleichgewicht?

zusätzlich muss ich ja auch noch wissen wie viel NaOH (1mol/liter) man benötigt um 1ml HCl (2mol/liter) zu neutralisieren damit die menge die benötigt wird um die vorhandene methansäure zu neutralisieren nicht verfälscht wird.

[alpha]

Würde auch mit 17 ml rechnen... - Wie du auf die Konzentration der Stoffe im Gleichgewicht kommst? - Eigentlich über die Ergebnisse aus dem Versuch


Grüsse
alpha

[tim]

aber wenn ich jetzt die konzentration von methansäureethylester ausrechne müsste es ja so aussehen: 0,0124mol/17ml= 0,0007294 mol/ml
das wäre aber dann doch nur die konzentration ohne das der ester reagiert ist.
das selbe gilt auch für wasser: 0,4163mol/17ml=0,0244882 mol/ml

diese beiden stoffe müssen aber doch erst reagieren bevor ich die konzentration im gleichgewicht weiß.

in aufgabe a) steht ja das ich nach dem berechnen der ausgangsstoffe die stoffmenge aller stoffe im gleichgewicht berechnen soll. dahinter steht in klammern: "ein griechischer buchstabe"=0,79 g/ml
muss ich vielleicht diesen wert durch die molare masse vom ester, von wasser, salzsäure und von ethanol rechnen?

[alpha]

die 0.79g/ml sollten wohl die Dichte sein, weshalb du wohl im Gleichgewicht doch nicht einfach mit 17 ml rechnen darfst...

Was ich noch nicht verstehe: Habt ihr den Versuch eigentlich gemacht oder nicht? - Hast du das Resultat der Titration oder nicht?

Ohne die Titration wüsste ich nicht, wie aus den gegebenen Angaben die Gleichgewichtskonzentrationen bestimmt werden können.


Grüsse
alpha

[tim]

also die aufgabe war das wir die rechnungen zur konstanten soweit vorbereiten das wir nur noch die mengen von methansäure einsetzen müssen und dann alles ausrechnen können.

wir machen den versuch morgen und dann erhalten wir auch erst die ergebnisse der titration und können dann auch erst die konstante ausrechnen

[alpha]

Aber sobald du die Konzentration der Säure durch die Titration kennst, weisst du ja auch wieviel Ethanol entstanden ist. Dann berechnest du die neue Stoffmenge für Ethanol und hast alle Gleichgewichtskonzentrationen, nicht?

[Gast]

mir fehlen dann noch die mengen im gleichgewicht von wasser und dem ester. bis jetzt habe ich nur die stoffmengen im ausgangszustand.

[tim]

ups. hab vergessen mich ein zu loggen. mir fehlen dann noch die stoffmengen von wasser und ester im gleichgewicht. bis jetzt habe ich nur die stoffmengen im ausgangszustand. die menge an enstandenem ethanol müsste doch gleich der enstandenen menge von methansäure sein oder nicht?

[alpha]

Genau, Ethanol ist so viel entstanden wie Säure - und soviel Wasser hast du auch verbraucht und die Menge an Ester ist die Differenz zwischen der Stoffmenge zu Beginn und der entstandenen Säure, denn schliesslich muss für jedes Säuremolekül, das entsteht, ein Estermolekül (und ein H2O) verschwinden...


Grüsse
alpha

[tim]

also ich versuch mal den rechenweg so weit zu basteln:

n von ester zu beginn: 0,92g/ 74 mol/g= 0,0124mol
n von wasser zu beginn: 7,5g/18,0153g/mol= 0,4163mol

jetzt bräuchte ich noch die menge an NaOH (1mol/L) die man zur neutralisation von 1ml HCl (2mol/L) benötigt. (nach meiner logik sollten das doch 2 ml sein oder?)

also gesamter verbrauch von NaOH - 2ml

dann müsste ich jetzt rausfinden wie man aus der verbrauchten menge von NaOH die menge an methansäure errechnet.

dann: n methansäure = n ethanol = - n wasser

n ester (im gleichgewicht) = n ester (zu beginn) - n methansäure

n wasser (zu beginn) - n wasser (verbrauch im gleichgewicht) = n wasser (noch vorhanden)

dann alle konzentrationen berechnen mit c=n/V (gesamte lösung)

dann die konstante aufstellen.



ist das so richtig?

und könntest du mir vielleicht noch helfen wie ich von dem verbrauch an NaOH auf die menge an methansäure komme? oder ist das vielleicht 1 zu 1?

[alpha]

ja, ist 1:1: HCOOH + NaOH --> HCOONa + H2O

sehe spontan keinen Fehler...

[tim]

ok dann kann ich das mal so alles zu papier bringen und meinen chemielehrer beeindrucken das ich das doch verstanden hab ^^ vielen dank für deine hilfe