1 Frage zu Ausgangsmaterialien

Um die Volumina der Ausgangsmaterialien für die Darstellung von 10,0 mL 1-Brombutan (C₄H₉Br) bei einer Ausbeute von 59 % zu berechnen, geht man wie folgt vor: **1. Schritt: Benötigte Stoffmenge 1-Brombutan berechnen** Dichte von 1-Brombutan: ca. 1,276 g/cm³ Molare Masse von 1-Brombutan: 137,02 g/mol Masse von 10,0 mL 1-Brombutan: \( m = V \times \rho = 10,0\,\text{mL} \times 1,276\,\text{g/mL} = 12,76\,\text{g} \) Stoffmenge: \( n = \frac{m}{M} = \frac{12,76\,\text{g}}{137,02\,\text{g/mol}} = 0,0931\,\text{mol} \) **2. Schritt: Tatsächlich benötigte Stoffmenge (wegen Ausbeute)** Da die Ausbeute nur 59 % beträgt, muss mehr eingesetzt werden: \( n_\text{theoretisch} = \frac{n_\text{tatsächlich}}{\text{Ausbeute}} = \frac{0,0931\,\text{mol}}{0,59} = 0,158\,\text{mol} \) **3. Schritt: Berechnung der Ausgangsmaterialien** Die klassische Synthese von 1-Brombutan erfolgt durch Umsetzung von 1-Butanol mit Bromwasserstoffsäure (HBr): \[ \text{C}_4\text{H}_9\text{OH} + \text{HBr} \rightarrow \text{C}_4\text{H}_9\text{Br} + \text{H}_2\text{O} \] Das stöchiometrische Verhältnis ist 1:1. **a) 1-Butanol** Molare Masse: 74,12 g/mol Dichte: 0,81 g/mL Masse: \( m = n \times M = 0,158\,\text{mol} \times 74,12\,\text{g/mol} = 11,72\,\text{g} \) Volumen: \( V = \frac{m}{\rho} = \frac{11,72\,\text{g}}{0,81\,\text{g/mL}} = 14,47\,\text{mL} \) **b) Bromwasserstoffsäure (HBr)** Molare Masse: 80,91 g/mol Benötigte Stoffmenge: 0,158 mol Masse: \( m = 0,158\,\text{mol} \times 80,91\,\text{g/mol} = 12,78\,\text{g} \) HBr wird meist als 48 %ige wässrige Lösung verwendet (Dichte ca. 1,49 g/mL): Masse der Lösung: \( m_\text{Lösung} = \frac{12,78\,\text{g}}{0,48} = 26,63\,\text{g} \) Volumen der Lösung: \( V = \frac{26,63\,\text{g}}{1,49\,\text{g/mL}} = 17,88\,\text{mL} \) --- **Zusammenfassung der Volumina der Ausgangsmaterialien:** - **1-Butanol:** 14,5 mL - **48 %ige HBr-Lösung:** 17,9 mL *(Alle Werte auf zwei Nachkommastellen gerundet)* --- **Hinweis:** Die tatsächlichen Mengen können je nach Reaktionsführung und verwendeten Überschüssen leicht variieren. Die Berechnung geht von stöchiometrischen Mengen aus.