Wasser – Element oder Verbindung?
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Wasserstoff
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Wasser – Element oder Verbindung? Übung
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Gib an, welche Informationen man benötigt, um die Formel von Wasser aufzustellen.
TippsHilft es dir, zu wissen, dass Wasser bei einer Temperatur von 100°C siedet?
Die Formel von Wasser ist $H_2O$.
LösungUm die Formel von Wasser zu ermitteln, benötigt man die relativen Atommassen der beteiligten Elemente. Wasserstoff besitzt die relative Atommasse von 1 und Sauerstoff 16. Das allein genügt jedoch nicht, denn damit kannst du die Formel immer noch nicht aufstellen. Erst wenn du weißt, dass Wasser die relative Molekülmasse von 18 besitzt, kannst du rechnerisch auf die Formel schließen:
$18 = 1 \cdot 16 + 2 \cdot 1$
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Erkläre, wie eine Elektrolyse von Wasser abläuft.
TippsAn der Kathode entsteht ein farbloses, sehr leichtes und brennbares Gas.
LösungBei der Elektrolyse von Wasser wird es in seine Bestandteile zerlegt. Tauchen zwei Elektroden in Wasser ein, bilden sich unter Gleichstrom Bläschen. Es entstehen also gasförmige Stoffe. An der Kathode entsteht der sehr leichte Wasserstoff, während an der Anode der schwerere Sauerstoff entsteht.
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Entscheide, ob die angegebenen Stoffe Elemente oder Verbindungen sind.
TippsElemente lassen sich im Periodensystem der Elemente finden, Verbindungen hingegen nicht.
LösungBei der Frage, ob Wasser ein Element oder eine Verbindung ist, hast du gelernt, dass Wasser ein Reinstoff ist und aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht. Das Verhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff ist dabei konstant, das heißt, es verändert sich nicht.
Elemente bestehen aus keinen weiteren Elementen. Du kannst alle Elemente im Periodensystem der Elemente finden. Verbindungen stehen dort nicht, da sie ja aus einzelnen Elementen bestehen. Kochsalz ist eine Verbindung, die aus Natrium und Chlor besteht. Der chemische Name verrät es dir: Kochsalz heißt auch Natriumchlorid. Auch bei Kupfersulfat verrät dir der Name, dass es sich um eine Verbindung handelt, die aus dem Element Kupfer und einem Sulfat-Ion besteht. Das Sulfat-Ion besteht wiederum aus Schwefel und Sauerstoff. Und so ist auch Quarz eine Verbindung aus Sauerstoff und Silicium. Beide Elemente findest du im Periodensystem – schau doch einmal nach.
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Berechne die relative Molekülmasse von Kohlenstoffdioxid.
TippsSieh dir den Ausschnitt aus dem Periodensystem der Elemente an. Welche Zahl verrät dir die relative Atommasse?
Runde die relativen Atommassen zu ganzen Zahlen.
Die relative Molekülmasse ist die Summe aller relativen Atommassen der Atome, die im Molekül enthalten sind.
LösungSo wie du eine Summenformel aus den relativen Atom- bzw. Molekülmassen herleiten kannst, so kannst du auch umgekehrt die relative Molekülmasse berechnen.
Dazu musst du wissen, aus welchen Elementen die Verbindung besteht und wie die Summenformel ist. Kohlenstoffdioxid besteht aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es hat die Formel $CO_2$.
Mit den relativen Atommassen, die du im Periodensystem der Elemente findest, kannst du die relative Molekülmasse nun leicht errechnen.
Die relative Atommasse von Kohlenstoff ist 12. Die von Sauerstoff ist 16. Da in einem Molekül Kohlenstoffdioxid zwei Sauerstoffatome und nur ein Kohlenstoffatom enthalten sind, musst du Sauerstoff zwei Mal nehmen.
$1 \cdot 12 + 2 \cdot 16 = 44$
Die relative Molekülmasse ist somit 44.
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Stelle die Formel von Wasser auf.
TippsWasser besteht aus Sauerstoff und Wasserstoff.
Bei einer Elektrolyse können 60 ml Wasserstoff und 30 ml Sauerstoff gewonnen werden.
LösungDu weißt, dass Wasser die relative Molekülmasse von 18 besitzt. Diese setzt sich zusammen aus der Summe der relativen Atommassen von Wasserstoff (1) und Sauerstoff (16). Da $HO$ nur eine relative Molekülmasse von 17 ergeben würde, ist klar, dass ein Wasserstoffatom zu wenig enthalten ist. Und so heißt die Formel von Wasser $H_2O$.
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Bestimme die relative Atommasse von Schwefel.
Tippsrelative Atommassen:
Wasserstoff = 1
Sauerstoff = 16
LösungAus den relativen Atommassen der anderen Atome und der relativen Molekülmasse kannst du die relative Atommasse von Schwefel berechnen, indem du die Atommassen von der Molekülmasse abziehst. Übrig bleibt die relative Atommasse von Schwefel:
$98 - 1 \cdot 2 - 4 \cdot 16 = 32$
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