Aufgaben: Lösungen

Zum Düngen der Balkonpflanzen löst Nora $30\ \text{g}$ wasserlöslichen Dünger auf, bis sie $2\ \text{L}$ Lösung hat. Die Massenkonzentration wird berechnet, indem man die Gramm des gelösten Stoffs durch die Liter der Lösung teilt. Wie hoch ist die Konzentration des Düngers, in $\text{g/L}$?

Zum Gurgeln löst Marko $5\ \text{g}$ Salz in $95\ \text{g}$ Wasser auf.

1. a) Wie viele Gramm Lösung erhält er insgesamt?
2. b) Der Massenanteil wird berechnet, indem man die Masse des gelösten Stoffs durch die Gesamtmasse der Lösung teilt und mit $100$ multipliziert. Wie hoch ist der Massenanteil des Salzes?

Ein selbst gemachtes Desinfektionsgel wird hergestellt, indem man $30\ \text{mL}$ Alkohol mit Aloe vera mischt, bis man $150\ \text{mL}$ Gel hat. Der Volumenanteil wird berechnet, indem man das Volumen des gelösten Stoffs durch das Gesamtvolumen der Lösung teilt und mit $100$ multipliziert. Wie hoch ist der Volumenanteil des Alkohols im Gel?

Trockene Luft ist eine Lösung von Gasen: $78\ \%$ Stickstoff, $21\ \%$ Sauerstoff und $1\ \%$ Argon und andere Gase, bezogen auf das Volumen. Die Abbildung fasst diese Zusammensetzung zusammen.

1. a) Was ist das Lösungsmittel der Luft? Begründe deine Antwort.
2. b) Wie viele Liter Sauerstoff sind ungefähr in $10\ \text{L}$ Luft enthalten?

Im Labor sollst du mithilfe eines Messkolbens $250\ \text{mL}$ einer Lösung herstellen. Bringe diese durcheinandergeratenen Schritte in die richtige Reihenfolge und erkläre jeden mit eigenen Worten:

1. a) Mit Wasser bis zur Marke am Hals des Kolbens auffüllen.
2. b) Den gelösten Stoff auf der Waage abwiegen.
3. c) Den Stoff in einem Becherglas mit etwas Wasser lösen.
4. d) Die Lösung mithilfe eines Trichters in den Kolben geben und mit Wasser fast bis zur Marke auffüllen.

Was bedeutet „bis zur Marke auffüllen“ genau?

Die verdünnte Bleiche zum Wischen des Bodens enthält $5\ \text{g}$ Natriumhypochlorit pro Liter. Wenn du einen Eimer mit $4\ \text{L}$ dieser Lösung füllst, wie viele Gramm Hypochlorit sind im Eimer?

Ein Beutel Glukoselösung aus dem Krankenhaus hat einen Massenanteil von $5\ \%$ Glukose.

1. a) Wie viele Gramm Glukose enthält ein Beutel mit $500\ \text{g}$ Lösung?
2. b) Und wie viele Gramm Wasser?

Ergänze den Satz mit den fehlenden Wörtern: „Die Konzentration in Gramm pro Liter setzt die Masse des $\dots$ ins Verhältnis zum $\dots$ der Lösung; der Massenanteil setzt die Masse des gelösten Stoffs ins Verhältnis zur $\dots$ der gesamten Lösung; und der Anteil in $\dots$ wird vor allem verwendet, wenn der gelöste Stoff eine Flüssigkeit oder ein Gas ist.“ Gib anschließend für jede der drei Arten, die Konzentration anzugeben, ein Beispiel für eine Lösung an.

Im Labor löst Anna $12\ \text{g}$ Kaliumnitrat in Wasser, bis sie $300\ \text{mL}$ Lösung hat. Berechne die Konzentration in $\text{g/L}$. Achtung: Rechne zuerst das Volumen in Liter um.

Du sollst $500\ \text{mL}$ einer Kupfersulfatlösung mit $8\ \text{g/L}$ herstellen.

1. a) Wie viele Gramm Kupfersulfat musst du abwiegen?
2. b) Beschreibe, wie du die Lösung im Labor herstellen würdest. Nenne dabei die Geräte, die du verwendest (Waage, Becherglas, Trichter, Messkolben mit $500\ \text{mL}$ …), und gib an, wann du bis zur Eichmarke auffüllst.

Auf dem Etikett eines Flächendesinfektionsmittels steht „Alkohol: $70\ \%$ Volumenanteil“. Wie viele Milliliter Alkohol enthält eine Flasche mit $250\ \text{mL}$ dieses Desinfektionsmittels?

Zum Reinigen von Silber stellt Julia eine Lösung aus $40\ \text{g}$ Natron (Natriumhydrogencarbonat) und $360\ \text{g}$ Wasser her.

1. a) Welche Gesamtmasse hat die Lösung?
2. b) Berechne den Massenanteil von Natron in der Lösung (in Prozent).

Auf dem Etikett einer Milchpackung steht, dass sie $125\ \text{mg}$ Calcium pro $100\ \text{mL}$ Milch liefert.

1. a) Gib diese Konzentration in $\text{g/L}$ an.
2. b) Wie viele Milligramm Calcium nimmst du zu dir, wenn du zum Frühstück ein Glas mit $200\ \text{mL}$ Milch trinkst?

Zum Wischen verdünnst du $50\ \text{mL}$ eines Reinigers mit $40\ \text{g/L}$ mit Wasser auf $2\ \text{L}$ Lösung. Betrachte das Schema der Verdünnung.

1. a) Wie viele Gramm Hypochlorit enthalten diese $50\ \text{mL}$ Reiniger?
2. b) Wie groß ist die Konzentration der Lösung im Eimer in $\text{g/L}$?
3. c) Erkläre, warum sich die Masse des Hypochlorits beim Zugeben von Wasser nicht ändert, die Konzentration aber schon.

Ein Aquarium braucht eine Behandlung mit $10\ \text{g}$ eines Medikaments, das als Lösung mit $25\ \text{g/L}$ verkauft wird.

1. a) Welches Volumen der Lösung musst du abmessen (in Litern)?
2. b) Gib es in Millilitern an.

Du hast $50\ \text{mL}$ einer Farbstofflösung mit $36\ \text{g/L}$ und möchtest eine Lösung mit $12\ \text{g/L}$ erhalten.

1. a) Auf welches Endvolumen musst du sie mit Wasser verdünnen?
2. b) Wie viel Wasser muss ungefähr zugegeben werden?
3. c) Überprüfe das Ergebnis mit $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$.

Ein Labor kauft eine Stammlösung eines Reagenzes mit einer Konzentration von $60\ \text{g/L}$. Für ein Praktikum brauchst du $500\ \text{mL}$ verdünnte Lösung mit $12\ \text{g/L}$.

1. a) Welches Volumen der Stammlösung musst du abmessen?
2. b) Beschreibe das gesamte Vorgehen im Labor: Welche Geräte verwendest du (Pipette oder Messzylinder, Messkolben mit $500\ \text{mL}$, Tropfpipette …) und was bedeutet „bis zur Eichmarke auffüllen“?
3. c) Warum reicht es nicht, das berechnete Volumen der Stammlösung abzumessen und das restliche Wasser mit einem Messzylinder bis zu den $500\ \text{mL}$ hinzuzufügen?

Du mischst in einem Gefäß $200\ \text{mL}$ einer Salzlösung mit $30\ \text{g/L}$ mit $300\ \text{mL}$ einer anderen Salzlösung mit $10\ \text{g/L}$. Nimm an, dass das Endvolumen die Summe der beiden Volumina ist. Das Schema zeigt die Mischung.

1. a) Wie viele Gramm Salz liefert jede Lösung?
2. b) Wie groß ist die Konzentration der Mischung in $\text{g/L}$?
3. c) Warum ist die Endkonzentration nicht $20\ \text{g/L}$, also der Mittelwert der beiden Konzentrationen?

Für ein Kristallisationsexperiment sollst du $400\ \text{g}$ einer Kaliumnitratlösung mit einem Massenanteil von $8\ \%$ herstellen.

1. a) Wie viele Gramm Kaliumnitrat und wie viele Gramm Wasser musst du abwiegen?
2. b) Beschreibe, wie du die Lösung herstellen würdest, und erkläre, warum du diesmal weder einen Messkolben noch das Auffüllen bis zur Eichmarke brauchst.
3. c) Anschließend gibst du $100\ \text{g}$ Wasser hinzu. Wie groß ist nun der Massenanteil?

Eine Saftfabrik konzentriert $800\ \text{kg}$ Saft mit einem Massenanteil von $12\ \%$ Zucker. Durch Verdampfen eines Teils des Wassers bleiben $300\ \text{kg}$ Saftkonzentrat übrig.

1. a) Wie viele Kilogramm Zucker waren zu Beginn enthalten?
2. b) Wie viele Kilogramm Wasser sind verdampft?
3. c) Wie groß ist der Massenanteil des Zuckers im Saftkonzentrat?
4. d) Erkläre, warum der Anteil gestiegen ist, obwohl kein Gramm Zucker hinzugefügt wurde.

Das Benzin E5, das Sarah in ihr Motorrad tankt, enthält einen Volumenanteil von $5\ \%$ Bioethanol.

1. a) Wie viele Liter Bioethanol befinden sich in einem Tank mit $20\ \text{L}$ E5?
2. b) Sarah mischt diese $20\ \text{L}$ E5 mit $20\ \text{L}$ ethanolfreiem Benzin, das sie in einem Kanister hatte. Welchen Volumenanteil Ethanol hat die Mischung jetzt?
3. c) Erkläre, warum es weder richtig ist, die Prozentwerte zu addieren ($5\ \%+0\ \%=5\ \%$), noch die $5\ \%$ beizubehalten.

Du stellst eine Lösung A her, indem du $18\ \text{g}$ Salz in Wasser löst und auf $300\ \text{mL}$ auffüllst. Dann nimmst du $100\ \text{mL}$ von A, gibst sie in einen Kolben und füllst mit Wasser bis $400\ \text{mL}$ auf: Das ist die Lösung B.

1. a) Berechne die Konzentration von A in $\text{g/L}$.
2. b) Wie viele Gramm Salz enthalten die $100\ \text{mL}$, die du von A entnommen hast?
3. c) Berechne die Konzentration von B aus diesen Gramm.
4. d) Überprüfe, dass du mit der Verdünnungsformel $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$ dasselbe erhältst, und erkläre, warum sie funktioniert: Was bleibt beim Verdünnen immer erhalten?

Drei Mitschüler stellen jeweils $250\ \text{mL}$ einer Lösung mit $10\ \text{g/L}$ her, indem sie $2,5\ \text{g}$ Salz abwiegen, aber jeder macht einen Fehler:

1. a) Ioana tariert die Waage nicht mit dem Uhrglas, sodass sie in Wirklichkeit weniger Salz abwiegt, als sie denkt.
2. b) Bruno füllt den Messkolben über die Markierung am Hals hinaus auf.
3. c) Carla gibt die Lösung in den Messkolben, vergisst aber, die am Becherglas haftenden Salzreste mit etwas Wasser nachzuspülen.

Erkläre für jeden Fall, worin der Fehler besteht, und begründe, ob die tatsächliche Konzentration der Lösung über, unter oder bei $10\ \text{g/L}$ liegt.

Eine Salzlösung hat eine Dichte von $1,05\ \text{g/mL}$ und einen Massenanteil von $10\ \%$.

1. a) Welche Masse haben $1\ \text{L}$ dieser Lösung?
2. b) Wie viele Gramm Salz sind in diesem Liter enthalten?
3. c) Gib die Konzentration in $\text{g/L}$ an.
4. d) Ist eine Lösung mit einem Massenanteil von $10\ \%$ dasselbe wie eine mit $10\ \text{g/L}$? Begründe mit den bisherigen Ergebnissen.