Um die Masse des Harnstoffs in 1 Deziliter Urin mit einer gegebenen Molarität zu berechnen, folgt man diesen Schritten:
Stoffmenge berechnen, um die Anzahl Mol von Harnstoff zu erhalten
Sumenformel von Harnstoff aufstellen
Molare Masse von Harnstoff berechnen
Mit der Stoffmenge und der Molaren Masse die Masse von Harnstoff in der Lösung berechnen
Um die Masse des Harnstoffs in 1 Deziliter Urin mit einer gegebenen Molarität zu berechnen, folgt man diesen Schritten:
Stoffmenge berechnen, um die Anzahl Mol von Harnstoff zu erhalten
Sumenformel von Harnstoff aufstellen
Molare Masse von Harnstoff berechnen
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Die Schwierigkeit der Aufgabe liegt darin die Summenformel von Harnstoff herauszufinden. Dazu muss man erst den Aufbau von Kohlensäure kennen. Da diese eine Säure ist, ist es wahrscheinlich, dass es eine $COOH$ Gruppe enthält. Wenn man weis, dass es sich um eine Disäure handelt, kann man die Strukurformel $HO-C(=O)-OH$ aufstellen. Eine Amidgruppe ist $NH_2$. Das Diamit der Kohlensäure tauscht also die Säuregruppen mit den Amidgruppen aus und es entsteht Harnstoff:
$NH2-C(=O)-NH2$
Damit stellt sich die Summenformel: $CH_4N_2O$
Die Molare Masse berechnet sich mit folgenden Konstanten:
Kohlenstoff (C): 12 g/mol
Wasserstoff (H): 1 g/mol
Stickstoff (N): 14 g/mol
Sauerstoff (O): 16 g/mol
Berechnen wir nun die Masse von 1 Deziliter (dL) Harnstoff mit einer Molarität von 500 mmol/L:
1dL = 0,1L und
500 mmol/L = 0,5 mol/L
Die Stoffmenge (n) in Mol kann berechnet werden durch: $n = C × V$
wobei C die Konzentration (in Mol/L) und V das Volumen (in Litern) ist.
$n = 0,5mol/L × 0,1L = 0,05mol$
Die molare Masse von Harnstoff ($CH_4N_2O\text{CH}_4\text{N}_2\text{O}CH_4N_2O$) wird wie folgt berechnet:
Kohlenstoff (C): $12 g/mol$
Wasserstoff (H): $1 g/mol × 4 = 4g/mol$
Stickstoff (N): $14 g/mol × 2 = 28g/mol$
Sauerstoff (O): $16 g/mol$
Die molare Masse von Harnstoff ist daher:
$Molare Masse=12 + 4 + 28 + 16 = 60g/mol$
Die Masse (m) des Harnstoffs in der Lösung berechnen wir nun durch:
$m= n × Molare Masse$
$m = 0,05 mol × 60 g/mol = 3 g$
In 1 Deziliter Urin mit einer Molarität von 500 mmol/L Harnstoff sind somit 3 Gramm Harnstoff gelöst.
#
C00531
Es lohnt sich einige Moleküle, wie etwa Kohlensäure auswendig zu lernen, jedoch nicht für seltenere oder komplexere Moleküle, wie hier Harnstoff. Für diese ist meist ein Lösungsweg vorgegeben, wie hier ebenfalls.
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