Ausbeuteberechnung

[guitar_player]

Liebes Forum,

im Rahmen eines Anorganik-Praktikums habe ich Kaliumtrioxalatochromat(III)-trihydrat synthetisiert und sollte nun die Ausbeute berechnen.

Reaktion:
K₂Cr₂O₇ + 7 H₂C₂O₄*2 H₂O + 2 K₂C₂O₄*H₂O -> 2 K₃[Cr(C₂O₄)₃]*3 H₂O + 6 CO₂ + 17 H₂O

Mein Rechenweg für die theoretische Ausbeute:

Es wurden 1,5 g Kaliumdichromat eingesetzt:
M(K₂Cr₂O₇) = 294,185 g*mol^-1
n(K₂Cr₂O₇) = 1,5 / 294,185 = 5,1*10^-3 mol

Es wurden 4,5 g Oxalsäure-Dihydrat eingesetzt:
M(H₂C₂O₄*2 H₂O) = 126,065 g*mol^-1
n(H₂C₂O₄*2 H₂O) = 4,5 / 126,065 = 3,57*10^-2 mol
3,57*10^-2 / 7 = 5,1*10^-3 mol

Es wurden 1,75 g Kaliumoxalat-Monohydrat eingesetzt:
M(K₂C₂O₄*H₂O) = 184,231 g*mol^-1
n(K₂C₂O₄*H₂O) = 1,75 / 184,231 = 9,5*10^-3 mol
9,5*10^-3 / 2 = 4,75*10^-3 mol
=> limitierender Faktor

Dieser Wert wurde mir als falsch angestrichen mit dem Kommentar "Nicht nur!"
Ich rechne trotzdem mal weiter...

=> n(K₃[Cr(C₂O₄)₃]*3H₂O) = 9,5*10^-3 mol

M(K₃[Cr(C₂O₄)₃]*3H₂O) = 487,394 g*mol^-1
m(K₃[Cr(C₂O₄)₃]*3H₂O) = 9,5*10^-3 * 487,394 = 4,63 g

Angeblich sollten 4,77 g rauskommen... Wahrscheinlich muss ich noch irgendwie die Oxalat-Ionen aus der Oxalsäure sowie die Kalium-Ionen aus dem Dichromat miteinberechnen... allerdings verstehe ich nicht ganz wie...

Könnt ihr mir bitte weiterhelfen?

Danke!

[Glaskocher]

Ich gehe mal davon aus, daß die einzelnen Berechnungen richtig gerechnet sind.

Berechne mal die Stoffmengen der einzelnen in den verschiedenen Edukten enthaltenen Ionen (z.B. alle K+) jeweils als Gesamtsumme, wie viel davon in das Produkt eingebaut werden kann. Rechne dann, anhand der Multiplizität in der Summenformel des Produktes aus, was der genaue Wert für den "limitierenden Faktor" ist (unter Berücksichtigung der bei der Reaktion verbrauchten Oxalat-Ionen). Gehe dabei von der vollständigen Reduktion des Dichromats aus.

Überprüfe bitte auch mal die Reaktionsgleichung, ob sie ausgeglichen ist (rechts genau so viele Atome wie links).

[Xyrofl]

Die Kaliumbilanz limitiert die Reaktion. Dichromat und Oxalat sind im Überschuss.

Es sind 29.2 mmol Kaliumionen in dem Ansatz, also werden nicht mehr als 29.2mmol/3 = 4.7333... mmol des Produktes entstehen können.
Wenn ich 4.7333...mmol mit der exakten Molmasse multipliziere komme ich auf 4.74g Produkt.
Wenn ich aber die Molmasse vorher auf 490g/mol runde, dann komme ich auf 4.77g Produkt.

Das "nicht nur" bezieht sich darauf, dass du die Gleichung auch ohne das Kaliumoxalat formulieren kannst, nur dann bleibt Dichromat übrig weil dann die Kaliumionen limitierend sind. Dann werden aus drei Mol Kaliumdichromat nur zwei Mol des Komplexes.

Man bekommt heraus, dass nach Ablauf der obigen Gleichung 0.35mmol Kaliumchromat über sind und das entspricht genau zusätzlichen 0.233...mmol Komplex nach der zweiten Gleichung, die du dir bitte noch sauber aufstellst.

[guitar_player]

Danke für eure Antworten!

5,1*10^-3 mol Kaliumdichromat liefern 2*5,1*10^-3 mol K⁺, d.h. 1,02*10^-2 mol.
4,75*10^-3 mol Kaliumoxalat liefern 2*4,75*10^-3 mol K⁺, d.h. 9,5*10^-3 mol.
Wenn ich diese Stoffmengen addiere so komme ich auf 1,97*10^-2 mol oder 19,7 mmol.

Wie kommst du auf 29,2 mmol?

Danke!

[Xyrofl]

n(K2C2O4*H2O) = 1,75 / 184,231 = 9,5*10-3 mol

Du hast da 9.5 mmol Kaliumoxalat drin und nicht 4.75 mmol. Auf letzteren Wert kommst du erst wenn du es durch den stöchiometrischen Faktor teilst.

2*5.1mmol + 2*9.5mmol = 10.2 mmol + 19 mmol = 29.2mmol