Chemie

Wissenschaft Chemie
#1

Liebe/-r Experte/-in,
Guten Tag

Ich hätte 2 Fragen, die mir so kompliziert vorkommen:

  1. Für das Element Kupfer steht in Tabellen die Atommasse
    65,55 u. Gibt es demnach Kupfer-Atome mit der Masse
    65,55u?

Nukleonen=Kern hat die Masse 1u , aber weiter weiss ich
nicht .

  1. 1u ist ein Zwölftel der Masse eines Atoms von
    Kohlenstoff. Im Periodensystem steht jedoch nicht die
    Atommasse 12,00 u sondern 12,01 u. Wie ist das zu
    verstehen???

hat es etwas mit Rein und Mischelementen zu tun?

  1. Kohlenstoff ist ein Mischelement, es besteht aus C12
    mit 12u und C13 mit 13,0034u. Das gewichtete Mittel
    beträgt 12.01112 u. Wie kann man nun die prozentualen
    Anteile von C13 und C13 berechnen?

Ich wäre sehr froh, wenn Sie mir bald zurückschreiben
könnten.

Vielen herzlichen Dank für die nette und grosse Hilfe.

Grüsse

Aurelio

#2

Hallo!

Manch Elemente sind rein, es gibt nur eine Art mit soundsoviel Elektronen und Protonen, bei anderen gibt es viele Arten, mal 100 Neutronen mal 101 usw. Und je nach Anteil am gesamten des Elementes wird es eben eine ungerade molare Masse.

Das heisst aber auch, genau DIESE Kupferatome gibt es überhaupt gar nicht weil es eine Durchschnittsmasse ist.

Am besten mal eine Nuklidkarte ansehen, gibt es bei der internationalen Atomenergiebehörde kostenlos und sehr gut in der Ansicht zu lasen.

MfG

#3

Hallo,

also die erste Frage lässt sich wohl mit nein beantworten, das gewicht aus dem periodensystem ist der mittelwert für das gewicht der verschiedenen Nuklide.
Kupfer mit 65,55 werden sie wohl nicht finden.

Mit dem kohlenstoff verhält es sich ebenso.

Wie man das ausrechnet komm ich leider gerade nicht drauf aber werd mal in meinen unterlagen nachsehen und mich ggf. hier nochmal melden.

Ich hoffe ich konnte Ihnen ein wenig helfen.

beste grüße

#4

Hallo Aurelio,
Du bist nicht die erste aufmerksame Person, welche sich über all die gebrochenen Zahlen im Periodensystem wundert.

  1. Nein, es gibt kein Kupfer Atom mit 65.55u, sondern dies ist ein DURCHSCHNITT, welcher sich einerseits aus der Häufigkeit der Isotope und andererseits aus deren Masse ergibt. Isotope sind verschiedene „Geschmacksrichtungen“ des gleichen Elements und unterscheiden sich nur die Anzahl Neutronen (weil die Anzahl Protonen das Element bestimmt). Du kannst dir das folgendermassen vorstellen: Du hast eine Unmenge an Mäusen und musst bestimmen wieviel eine Maus im Durchschnitt wiegt. Nun hast du aber dünne weisse Mäuse und fette schwarze Mäuse, deren Verhältnis (wie z.B. 2:1) immer gleich ist. Daher wird das DURCHSCHNITTLICHE Gewicht einer Maus weder der einer Weissen noch der einer Schwarzen entsprechen, sondern dazwischen liegen.

  2. Kohlenstoff hat noch das 13C Isotop welche mit rund 1% vorkommt (also besteht eine Handvoll Kohlenstoff aus etwa 99% 12C und 1% 13C). 13C ist schwerer als 12C und daher hast du wieder eine Durchschnitt welcher grösser ist als 12C alleine.

  3. Denk an den Durschnitt von z.B. deiner Noten: Wenn du drei Noten hast z.B. eine 5 und drei 4 (Schweizer System) dann berechnest du ja den Durchschnitt aus (1*5+3*4)/4= 4.25 . Hier must du lediglich mit Prozenten rechnen. Also 12u * x % + 13.0034u * y% = 12.01112u und ausserdem gilt x% + y% = 100% . Zwei Gleichungen zwei Unbekannte ein definitives Ergebnis.

Cheers
Thomas

#5

Hallo Aurelio,
Du bist nicht die erste aufmerksame Person, welche

sich über

all die gebrochenen Zahlen im Periodensystem wundert.

  1. Nein, es gibt kein Kupfer Atom mit 65.55u, sondern

dies ist

ein DURCHSCHNITT, welcher sich einerseits aus der

Häufigkeit

der Isotope und andererseits aus deren Masse ergibt.

Isotope

sind verschiedene „Geschmacksrichtungen“ des gleichen

Elements

und unterscheiden sich nur die Anzahl Neutronen (weil

die

Anzahl Protonen das Element bestimmt). Du kannst dir

das

folgendermassen vorstellen: Du hast eine Unmenge an

Mäusen und

musst bestimmen wieviel eine Maus im Durchschnitt

wiegt. Nun

hast du aber dünne weisse Mäuse und fette schwarze

Mäuse,

deren Verhältnis (wie z.B. 2:1) immer gleich ist.

Daher wird

das DURCHSCHNITTLICHE Gewicht einer Maus weder der

einer

Weissen noch der einer Schwarzen entsprechen, sondern
dazwischen liegen.

  1. Kohlenstoff hat noch das 13C Isotop welche mit rund

1%

vorkommt (also besteht eine Handvoll Kohlenstoff aus

etwa 99%

12C und 1% 13C). 13C ist schwerer als 12C und daher

hast du

wieder eine Durchschnitt welcher grösser ist als 12C

alleine.

  1. Denk an den Durschnitt von z.B. deiner Noten: Wenn

du drei

Noten hast z.B. eine 5 und drei 4 (Schweizer System)

dann

berechnest du ja den Durchschnitt aus (1*5+3*4)/4=

4.25 . Hier

must du lediglich mit Prozenten rechnen. Also 12u * x

% +

13.0034u * y% = 12.01112u und ausserdem gilt x% + y% =

100% .

Zwei Gleichungen zwei Unbekannte ein definitives

Ergebnis.

Cheers
Thomas

Hallo

Vielen Dank für die Hilfe.

Ich hätte noch 2 Rückfragen bei den Aufgaben 1 und 2:

  1. Was ist genau gemeint mit Kupferatome, was ist der
    Unterschied zwischen Atomen und Elementen??

2.Wie erkennt man, das Kupfer hier C12 ,C13 ein
Mischelement ist?? Hat das etwas mit der Atommasse zu
tun? Also die Zahl : 12,00 und 12,01u?

Vielen herzlichen Dank für die grosse und nette Hilfe!

Freundliche Grüsse

Aurelio

#6

Hallo Aurelio,

Ich finde in meinen Tabellen für Kupfer die Atommasse 63,55. Dies ist wie bei allen Mischelementen (es gibt nur 22 Reinelemente) die durschnittliche Atommasse.
Kupfer kommt in der Natur als Cu63 (69,17%) und Cu65 (30,83%) vor.

Auch Kohlenstoff ist ein Mischelement. Die durchschnittliche Atommasse bezieht sich immer auf den Gehalt in der Erdkruste. Für eine genau Bestimmung des prozentualen Anteils einer Probe ist ein Massenspektrometer erforderlich.

Um sich einen Überblick über die Isotope der einzelnen Elemente zu verschaffen, empfehle ich Ihnen die „Nuklidkarte“.

Ich hoffe ich konnte Ihnen in diesem Thema weiterhelfen.

Viele Grüsse
J. Koschig

#7

Hallo Aurelio,

hier meiene Antwort.

  1. Für das Element Kupfer steht in Tabellen die Atommasse
    65,55 u. Gibt es demnach Kupfer-Atome mit der Masse
    65,55u?

Nukleonen=Kern hat die Masse 1u , aber weiter weiss ich
nicht .

Nein, Kupfer besteht aus einem bestimmten Michverhältnis verschiedener Isotope von Kupfer.
Isotop bedeutet gleiche Anzahl Protonen im Kern aber unterschiedliche Anzahl Neutronen. Daher gleiche chemische Eigenschaften, aber unterschiedliche Atommassen.

  1. 1u ist ein Zwölftel der Masse eines Atoms von
    Kohlenstoff. Im Periodensystem steht jedoch nicht die
    Atommasse 12,00 u sondern 12,01 u. Wie ist das zu
    verstehen???

hat es etwas mit Rein und Mischelementen zu tun?

Genau, auch Kohlenstoff ist ein Mischelement. Die atomare Masseneinheit u bezieht sich auf das Kohlenstoffisotop C12.

  1. Kohlenstoff ist ein Mischelement, es besteht aus C12
    mit 12u und C13 mit 13,0034u. Das gewichtete Mittel
    beträgt 12.01112 u. Wie kann man nun die prozentualen
    Anteile von C13 und C13 berechnen?

Hier kann man folgendermaßen vorgehen:
x = Anteil C12
y = Anteil C13

Gleichung 1:
x + y = 12.011

wir wissen Isotop C12:
Gleichung 2:
x = 12,0000

Gleichung 1 minus Gleichung 2:
x + y = 12.011

  • x = 12,000

y = 0,011
Anteil C13 (y) = 0,011

in Prozent ausgedrückt:
0,011 * 100 = 1,1 %

Anteil C13 (y) = 1,1 %
Anteil C12 (x) = 98,9 %

Ich wäre sehr froh, wenn Sie mir bald zurückschreiben
könnten.

Vielen herzlichen Dank für die nette und grosse Hilfe.

Grüsse

Aurelio

Ich hoffe, ich konnte helfen

Besten Gruß
Michael

#8

Hallo Aurelio,

Ich finde in meinen Tabellen für Kupfer die Atommasse

63,55.

Dies ist wie bei allen Mischelementen (es gibt nur 22
Reinelemente) die durschnittliche Atommasse.
Kupfer kommt in der Natur als Cu63 (69,17%) und Cu65

(30,83%)

vor.

Auch Kohlenstoff ist ein Mischelement. Die

durchschnittliche

Atommasse bezieht sich immer auf den Gehalt in der

Erdkruste.

Für eine genau Bestimmung des prozentualen Anteils

einer Probe

ist ein Massenspektrometer erforderlich.

Um sich einen Überblick über die Isotope der einzelnen
Elemente zu verschaffen, empfehle ich Ihnen die

„Nuklidkarte“.

Ich hoffe ich konnte Ihnen in diesem Thema

weiterhelfen.

Viele Grüsse
J. Koschig

Guten Tag

Erstmals vielen Dank für die grosse Hilfe!

Ich hätte noch eine Frage:

Wie erkennt man Mischelemente und Reinelemente?
Oder muss man die auswendig lernen?

Freundliche Grüsse

Aurelio

#9

Hallo Aurelio,

die Reinelemente sind über das ganze Periodensystem verteilt. Es gibt keine feste Regel von der man eine Ableitung schließen könnte.

Folgende Elemente sind Reinelemente: Beryllium, Fluor, Natrium, Aluminium, Phosphor, Scandium, Mangan, Cobalt, Arsen, Yttrium, Niob, Rhodium, Iod, Caesium, Praseodym, Terbium, Holmium, Thulium, Gold, Bismut, Thorium und Plutonium.

Mit freundlichen Grüßen
J. Koschig

#10

Hallo Aurelio,
Ein Atom ist das Kern, welcher aus einem Proton und Neutron besteht und von Elektronen umflogen wird. Die Anzahl Protonen im Atomkern bestimmen welches Element es ist. Die Anzahl Neutronen im Kern bestimmen, welches Isotop des Elementes es ist. Schau am einfachsten das Periodensystem an. Hat der Kern ein Proton, so ist es Wasserstoff (1H) , hat es 2 Protonen, so ist es Helium (2He). Hat der Heliumkern nun 2 Protonen und ein Neutron so ist es (3He) ein Isotop von Helium, hat der Kern 2 Protonen und 2 Neutronen so handelt es sich um 4He. Das ist eine sehr stark komprimierte Erklärung, ich empfehle dir dies in einem Lehrbuch nachzuschauen unter dem Kapitel „Atomaufbau“.

  1. Mischelemente und Reinelemente kannst du nicht an den gebrochenen gemittelten Massen erkennen weil noch ein weiterer Faktor hinzukommt (der Massendefekt, den kannst du auch nachschauen), daher das einzige was dir übrig bleibt ist eine Isotopenkarte anzuschauen (kannst googlen).

Thomas