Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 11.11.2000, 16:54   #1   Druckbare Version zeigen
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Hey Leute, es wär sehr nett, wenn ihr mir helfen könntet!
Folgende Frage:
Welche Wirkung hat eine Temperaturerhöhung a)auf die Geschwindigkeit einer chem.Reaktion, b) auf das chem Gleichgewicht?

Danke schön
Steffi
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Alt 11.11.2000, 17:27   #2   Druckbare Version zeigen
DirtyHarry  
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1)Regel nach van't Hoff: Eine Temperaturerhöhung um 10°C steigert die Reaktionsgeschwindigkeit um das 1,6 bis 4-fache
2)Hat auf das chemische Gleichgewicht Einfluß, wenn einer der Reaktionspartner flüchtig ist, die Temperaturerhöhung einen Druckanstieg im System oder das Abdampfen des Reaktionspartners bewirkt. Hat auch einen Einfluß, wenn eines der Produkte durch z.B. eine Temperaturerhöhung wieder in die Edukte zersetzt wird.
Derpel hat mit seinem Posting recht, die Gleichgewichtskonstante ist abhängig von Druck u n d Temperatur!!

------------------
Dirty Harry

[This message has been edited by DirtyHarry (edited 11-11-2000).]
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Alt 11.11.2000, 17:30   #3   Druckbare Version zeigen
Derpel Männlich
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Die Temperatur aht einen Einfluss auf z.b die Reaktion von N2 mit H2 zu NH3. Erhöht man die Temperatut, wird das Gleichgewicht nach lcinks verschoben.
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Alt 11.11.2000, 18:11   #4   Druckbare Version zeigen
DirtyHarry  
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Achtung

@derpel
Klar hat bei dieser Reaktion die Temperatur einen Einfluß weil du mit Gasen arbeitest!! In einem geschlossenen System bewirkt das dann einen Druckanstieg, so daß dies durch Verlagerung des Gleichgewichts ausgeglichen werden muß, da die Gleichgewichtskonstante eben ne Konstante ist! Bei der Synthese von 2 Mol Ammoniak aus 1 Mol Stickstoff und 3 Mol Wasserstoff (also 4 Mol Edukte ergeben 2 Mol Produkt) weicht das Gleichgewicht so aus, daß dem Reaktionsverlauf, bei dem das Gesamtvolumen verringert wird und somit derm Druckanstieg entgegengewirkt wird, der Vorzug gegeben wird! Die Ausbeute an Ammoniak erhöht sich also, das Volumen der Edukte wird dadurch verringert!
Schau dir Mal das Diagramm zum Haber-Bosch Prozeß an, dann siehst du was ich meine!
Aber mit dem Temperatureinfluss hast du recht wenn z.B. in nicht geschlossenen Systemen gearbeitet wird oder die Temperatur so hoch getrieben wird daß der gebildete Ammoniak sofort wieder gespalten würde! War ein Denkfehler von mir, ich werde mein vorheriges Posting korrigieren!
------------------
Dirty Harry

[This message has been edited by DirtyHarry (edited 11-11-2000).]
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Alt 11.11.2000, 19:32   #5   Druckbare Version zeigen
Derpel Männlich
Mitglied
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Ja das mit dem Druck war mir schon klar, nur es ist ja so das exotherm entstande Edukte, wieder endotherm zurückreagiern, und wenn man ihnen dann genau diese Energie liefert, verschiebt sich das Gleichgewicht!
Derpel ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.11.2000, 22:39   #6   Druckbare Version zeigen
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Zwinkern

hallo DirtHarry,
ich hab gelesen, das wenn die temperatur um 10°C steigt, die reaktionsgeschwindigkeit um doppelte steigt aber nicht um das vierfache.
(vielleicht hab ich wenig gelesen)
Viele Grüsse,
Checker
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Alt 12.11.2000, 01:12   #7   Druckbare Version zeigen
DirtyHarry  
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Beiträge: 397
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@checker

Hängt immer davon ab welches Buch man grade liest! *grins*
Nee, im Ernst, der Mittelwert liegt so um 2 rum, aber die Schwankungsbreite kann je nach Reaktion bis hinauf zum 4-fachen gehen, in exotischen Einzelfällen sogar noch höher, z.B.bei der Umsetzung von Explosivstoffen etc.!

------------------
Dirty Harry
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Alt 23.11.2000, 20:48   #8   Druckbare Version zeigen
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Frage

Hi Leute!

Summa summarum ist doch auch allgemein richtig, dass ein Gleichgewicht (Antonias 2. Beispiel) auf einen leChatelier-Zwang wie Temperaturerhöhung(/-senkung) reagiert, indem die überschüssige(/entfernte) Wärme durch Begünstigung der endothermen(/exothermen) Reaktion abläuft - oder nicht?

MfG
Amino

------------------
mailto: amino-chemiefreak@gmx.net
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Alt 24.11.2001, 19:21   #9   Druckbare Version zeigen
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Frage

@ dirtyharry
ich versteh nicht ganz, wie die Konstante K konstant bleiben kann, wenn sich das Gleichgewicht nach einer "Störung des Systems" verlagert. Außerdem ist die Konstante nicht von Druck oder Konzentration abhängig. Wie hängt das dann alles zusammen?
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Alt 24.11.2001, 22:00   #10   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.291
Eine Konstante ist oft keine

Konstante im absoluten Sinn. Sie hängt in der Regel meist von äusseren Parametern ab (wie Druck, Temperatur etc..)

zur Haber Bosch-Synthese :

Die vorigen posting beschreiben den Sachverhalt falsch!

Das Gleichgewicht von

3 H2 + N2 <==> 2 NH3


liegt in der Tat bei Raumtemperatur weiter auf der Ammoniakseite, als bei höherer Temperatur. Je tiefer die Temperatur, desto höher ist die Ausbeute an Ammoniak. Fein.

Nur ist die Aktivierungsenergie zur Spaltung der Stickstoffdreifachbindung so hoch, dass das chemische Gleichgewicht sich erst am Sanktnimmerleinstag einstellen würde. Das ist schlecht.

Was in der Industrie zählt, ist die sogenannte Raum-Zeit-Ausbeute. Also gingen die Herren Haber und Bosch mit der Temperatur hoch, um die Einstellung des Gleichgewichtes zu beschleunigen (hier kommt van`t Hoff ins Spiel). Nur die Reaktion ist endotherm, und nach Le Chatelier verschiebt sich damit das Gleichgewicht in Richtung Eduktseite. Mist.

Wie so oft im Leben macht man halt einen Komproniss :

Die Temperatur so hoch, dass eine akzeptable Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird, und möglichst so niedrig, dass die Ausbeute an Ammoniak noch wirtschaftlich ist. Clever waren die Leute auch : Wieder nach Le Chatelier erhöhten Sie den Druck, da auf der Ammoniakseite weniger Volumen ist. Also das ganze in Stahlrohre packen und kräftige Pumpen dran. Und peng. Das Ganze flog Ihnen um die Ohren.

Was war passiert : Bei der Reaktionstemperatur von ca. 300°C hydierten sie den Kohlenstoff im Stahl, der entwich als Methan, zurück blieb Weicheisen, und das konnte den Druck nicht aufnehmen. Pech.

Dann kam der Ingenieur Bosch : Er fuhr die Reaktion in Weicheisenrohren, um die er einen Stahlmantel packte, der den Druck aufnehmen konnte. In den Stahl bohrte er Löcher (die sogenannten Bosch-Löcher), so dass der durch das Weicheisen diffundierende Wasserstoff schnell abgezogen werden konnte und mit dem Kohlenstoff im Stahl nicht reagieren konnte.

Eine technische Meisterleistung.

Der Grund für diese Anstrengungen : Man schrieb das Jahr 1915, Deutschland war in den ersten Weltkrieg verwickelt. Um die nötigen Sprengstoffe herstellen zu können, war man auf Salpeterimporte aus Chile angewiesen; und die Seewege waren von den Alliierten blockiert. Ohne Nitrate wäre der Krieg sehr schnell zu Ende gewesen.

Also Haber-Bosch und Ostwald (Ammoniak-Verbrennung zur Salpetersäureproduktion) und der Krieg konnte weitergehen.

Aber Herr Professor Haber wollte beileibe keinen endlosen Krieg. Deshalb setzte er sich vehement für den GIFTGAS-Einsatz an der damaligen Westfront ein. Pech, dass sich öfter mal der Wind drehte und die eigenen Leute das Zeug abbekamen.

Übrigens : Hervorragende Erfindungen/Entwicklungen werden meist aus rein humanitären Gründen in kürzester Zeit gemacht, wenn es darum geht, Leiden von Menschen (z.B. kriegsbedingt) zu verkürzen:

Projekt Manhattan, Oppenheimer et. al, beendete den zweiten Weltkrieg durch den Abwurf von zwei A-Bomben auf japanische Millionenstädte. Entwicklungszeit : keine vier Jahre, technisch übrigens noch anspruchsvoller als der Haber-Bosch-Prozess.

Geändert von bm (20.03.2006 um 19:44 Uhr)
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Alt 27.11.2001, 00:42   #11   Druckbare Version zeigen
Penthesilea  
Mitglied
Beiträge: 593
Super-Antwort, bm, sehr hilfreich für mich.

P.
__________________
Ich mache Nichts.....und das oberflächlich!
Penthesilea ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 27.11.2001, 09:33   #12   Druckbare Version zeigen
schlumpf  
Mitglied
Beiträge: 1.885
hm, die Gleichungen schreibt keiner **wunder**

dabei stehen sie in jedem PC-Buch ...

Temperaturabhaengigkeit des Gleichgewichts:

-RT ln K = H - TS bzw.: ln K = -H/RT + S

wenn man das nach der Temperatur ableitet, bekommt man die van't Hoff-Gleichung:

d(ln K) / dT = H/RT^2

Temperaturabhaengigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit:

Geschwindigkeitskonstante k=A exp (-Ea/RT)
schlumpf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 27.11.2001, 17:27   #13   Druckbare Version zeigen
upsidedown Männlich
Moderator
Beiträge: 7.640
wobei man die Arrheniusgleichung mit Vorsicht benutzten sollte - es gibt Reaktionen, die nicht nach diesem Schema ablaufen.
upsidedown ist offline   Mit Zitat antworten
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