Reaktion von Essigsäure und Natron – Berechnung (Übungsvideo 1)

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.