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Alt 04.10.2019, 00:54   #1   Druckbare Version zeigen
Chemiker1105  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 16
Gleichgewichtskonstante berechnen

Mischt man in einem Versuchsreaktor (10 Liter) 3 mol Stickstoff(ll)-oxid mit 1,5 mol Sauerstoff, stellt sich nach einiger Zeit ein Gleichgewicht ein. Mithilfe einer Sauerstoffelektrode ermitteln die Techniker, dass sich im Gleichgewichtszustand noch 0,8 mol Sauerstoff im Reaktor befinden. Berechnen Sie mithilfe der Gleichgewichtskonzentrationen die Gleichgewichtskonstante Kc für diesen Prozess.

Die Reaktionsgleichung lautet:

2 NO + O2 ⇌ 2 NO2

gegeben: n(NO) = 3 mol und n(O2) = 1,5 mol; nRest (O2) = 0,8 mol.

Kc = c(NO2)2/ c(NO)2*c(O2), jetzt muss ich erstmal alle Konzentrationen berechnen.

c(NO) = n/V = 3 mol/10 L =0,3 mol/l und c(O2) = 1,5 mol/10 l = 0,15 mol/l

c(NO2) = c(NO) +C(O2) = 0,3 mol/l + 0,15 mol7l = 0,45 mol/l

Kc = 0,452 mol2/l2/(0,3)2 mol2/l2*0,15 mol/l = 15

Nach dieser Rechnung bleibt bei mir eine Einheit mol/l im Nenner übrig, obwohl Gleichgewichtskonstante dimensionslos ist. Irgendwie muss ich ja die 0,8 mol O2 im Gleichgewichtszustand berücksichtigen, aber wie? Ist meine Lösung so richtig? Vielen Dank im Voraus. Grüße
Chemiker1105 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.10.2019, 07:28   #2   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.625
AW: Gleichgewichtskonstante berechnen

Kc kann dimensionslos sein, muss sie aber nicht. Die thermodynamische GGW-Konstante ist dimensionslos da über die Aktivitäten definiert. Zusatzfrage: wie rechnen Sie Kc in K um?
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.10.2019, 08:01   #3   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.291
AW: Gleichgewichtskonstante berechnen

Die Lösung ist falsch. Du musst die Konzentration im Gleichgewicht berechnen. Wenn 0,8 mol Sauerstoff verbleiben haben 0,7 mol reagiert. Anhand der Reaktionsgleichung kann man dann ablesen, wie viel NO reagiert haben und wie viel NO2 entstanden sind. Alles auf das Volumen beziehen und die Differenzwerte in das MWG einsetzen.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.10.2019, 08:02   #4   Druckbare Version zeigen
Chemiker1105  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 16
AW: Gleichgewichtskonstante berechnen

Und wie geht das? K ist doch konzentrationsabhängig und Kc auch oder ich verstehe das nicht richtig?
Chemiker1105 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.10.2019, 08:30   #5   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.291
AW: Gleichgewichtskonstante berechnen

K ist nicht Konzentrationsabhängig sondern nur Kc.

Rechne mal das MWG nur mit den Stoffmengen und einmal mit den Konzentrationen.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.10.2019, 11:17   #6   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.625
AW: Gleichgewichtskonstante berechnen

K wird aus den Aktivitäten ai berechnet, Kcaus den Konzentrationen ci.
Es gilt des weiteren (z.B.)
{a_i=\gamma_{c,i} \cdot \frac{c_i}{c^\Theta}}
wobei die Konzentration durch Division mit einer Referenzkonzentration dimensionslos gemacht wird und der Aktivitätskoeffizient benutzt wird.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.10.2019, 00:13   #7   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.278
AW: Gleichgewichtskonstante berechnen

Zitat:
Zitat von Chemiker1105 Beitrag anzeigen
Und wie geht das? (...)
zunaechst:

- du sollst nur Kc berechnen, nicht K , insofern ists ok wenn du in der konzentrations-domaene verbleibst

- i.a. wird bei gasen mit c operiert, auch bei - wie hier - hohen konzentrationen: die streiten sich halt net um irgendwelche hydrathuellen usw., weshalb die fiesen probleme kondensierter systeme hier net so ins gewicht fallen, und a {_\approx} c auch bei diesen konzentrationen noch statthaft ist


weiters:

dir sind gegeben:

- initial-stoffmenge sauerstoff n0(O2) = 1,5 mol
- gleichgewichts-stoffmenge sauerstoff n(O2) = 0,8 mol
{\to} es wurden {\Delta} = 0,7 mol sauerstoff O2 bis zur einstellung des gleichgewichts verbraucht

entsprechend deiner umsatzgleichung

2 NO + O2 {\to} 2 NO2

bedeutet dies, dass das initialinventar des NO um 2*0,7 mol geschmaelert wurde, wobei dann im gegenzug 2 * 0,7 mol NO2 entstanden sind

{\to} es verbleiben 3 mol - (2*0,7 mol) = 1,6 mol NO die im gleichgewicht noch vorhanden sind
{\to } 2* 0,7 mol = 1,4 mol NO2 sind im gleichgewicht entstanden

da du in V = 10 L arbeiten sollst, sind deine GG-konzentrationen mithin:

O2 = 0,08 M ; NO = 0,16 M ; NO2 = 0,14 M


alles ins zugehoerige MWG:

{K_c \ = \ \frac {\left( [NO_2] \right) ^2}{\left( [NO] \right)^2 \ * \ [O_2]} \ = \ \frac {(0,14 \ M)^2}{(0,16 \ M )^2 \ * \ 0,08 \ M} \ \approx \ 9,57 \ L/mol}



gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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