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Alt 28.10.2010, 15:01   #1   Druckbare Version zeigen
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Frage Das MWG bei Gasreaktionen

Hallo

Ich habe eine Frage zu der Aufgabe:

Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante Kc für die Ammoniak-Synthese.

N2 + 3H2 > < 2NH3

p(N2)=43500 hPa, p^3(H2)=43500 hPa, p^2(NH3)=26000 hPa

c= p/R*T (R=83,1 hPa *L*K^-1*mol^-1) T= 823 K

Meine Lösung: Kc= p^2/R*T/p/R*T/p^3/R*T

Wie kann ich das so auflösen,dass am ende Kc ohne Einheit steht?
Ich hab es ausprobiert aber nicht hinbekommen.
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Alt 28.10.2010, 15:26   #2   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

deine angaben sind etwas "unuebersichtlich"

weiterhin:
Zitat:
p(N2)=43500 hPa, p^3(H2)=43500 hPa, p^2(NH3)=26000 hPa
irgendwie glaub ich nicht dass dir da das quadrat / der kubikwert der druecke gegeben ist...

vorausgeschickt: wenn ich das "quadrat", hoch drei" mal weglasse und davon ausgehe dass dies die partialdruecke der betreffenden gase in deinem mix sind, dann ist deine gaszusammensetzung nicht-stoechiometrisch, entspricht also z.b. einer technisch-realen zusammensetzung

schritt 1: berechnen des gesamtdrucks = summe der partialdruecke
schritt 2 : mithilfe der dir gegebenen temperatur und des oben berechneten gesamtdrucks: berechnen des molvolumens
schritt drei: mithilfe der partialdruecke (der einzelgase) und des molvolumens (des gasmix) berechnen der einzel-konzentrationen ceinzelgas
schritt 4: aufstellen des MWG in der form "mit Kc" :
Kc= [NH3]²/[N2]*[H2

schritt5: einsetzen der ergebnisse gem. 3 in die formel gem. 4, ausrechnen, fertig


gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.10.2010, 15:54   #3   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 13.686
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von Lowa Beitrag anzeigen
Hallo

Ich habe eine Frage zu der Aufgabe:

Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante Kc für die Ammoniak-Synthese.

N2 + 3H2 > < 2NH3

p(N2)=43500 hPa, p^3(H2)=43500 hPa, p^2(NH3)=26000 hPa

c= p/R*T (R=83,1 hPa *L*K^-1*mol^-1) T= 823 K

Meine Lösung: Kc= p^2/R*T/p/R*T/p^3/R*T

Wie kann ich das so auflösen,dass am ende Kc ohne Einheit steht?
Ich hab es ausprobiert aber nicht hinbekommen.
Was Du bekommst ist Kp nicht Kc

Die Einheit ist hier in der Tat 1/[p]2

Hier der Zusammenhang von kp und kc

http://oxygen.chem.uidaho.edu/ifcchem1123/relating_kc_and_kp.htm
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.10.2010, 16:02   #4   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Also hier die Aufgabe (ungekürzt):

Bei 550°C(=823K)und einem Druck von p= 20 Mpa(=200000hPa) beträgt der Volumenanteil der Ammoniakportion nach der Einstellung des Gleichgewichts (Volumenanteil = 13 prozent), wenn die Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff im Volumenverhältniss 1:3 (siehe Reaktionsgleichung) zusammnengegeben worden sind.
Geben Sie die Reaktionsgleichung an und berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante Kp.

Meine Rechnung zu dieser Aufgabe:

P(NH3)= Volumenanteil(NH3)* P= 0,13*200000hPa = 26000 hPa
P (N2/H2)=Volumenanteil(N2+H2)*P/4= 0.87*200000hPa/4= 43500 hPa (jeweils)

Kp= (26000)^2 = 1,9*10^-10 hPa^2
(43500)*(43500)^3

könnte ich Kc so ausrechnen : Kc = Kp *(R*T)^2= 1.9*10^-10 hPa^2* ((83,1 hPa*L*K^-1*mol^-1)*823 K)^2=0,888 l^2*mol^-2

Gruß Lowa

Geändert von Lowa (28.10.2010 um 16:16 Uhr)
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Alt 28.10.2010, 16:33   #5   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von Lowa Beitrag anzeigen

P(NH3)= Volumenanteil(NH3)* P= 0,13*200000hPa = 26000 hPa
P (N2/H2)=Volumenanteil(N2+H2)*P/4= 0.87*200000hPa/4= 43500 hPa (jeweils)
hier liegt der fehler
da dir "stoechiometrisch" vorgegeben ist, liegen die beiden gase stickstoff, wasserstoff in unterschiedlichen mengen vor.
du rechnest: auf die summe dieser beiden gase entfallen 100-13 = 87 vol-% => "rest vom gesamtdruck" ist berechenbar
diese vol-% teilen sich im verhaeltis 1:3 auf stickstoff, wasserstoff auf
daher:
partialdruck stickstoff = 1/4 * rest vom gesamtsdruck
partialdruck wasserstoff = 3/4 * rest vom gesamtdruck

und wenn du diese druecke in das (richtig aufgestellte) MWG in der Kp-form einsetzt, dann kommt auch der korrekte wert raus

gruss

ingo
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Alt 28.10.2010, 16:49   #6   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

...demnach

p(N2)= 1/4*174000hPa=43500 hPa
p(H2)= 3/4*130500hPa=130500hPa

Kp= (NH3)^2
(H2)^3*(N2)

Gruß Lowa

Geändert von Lowa (28.10.2010 um 16:57 Uhr)
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Alt 28.10.2010, 16:58   #7   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von Lowa Beitrag anzeigen
...demnach

p(N2)= 1/4*174000hPa=43500 hPa
p(H2)= 3/4*130500hPa=130500hPa

Kp= (NH3)^2
(H2)^3*(N2)
vermutlich meinst du auch dort: "1740", und dann:
einverstanden

Zitat:
Zitat von Lowa Beitrag anzeigen
Und wie könnte ich Kp in Kc umrechnen?
wie bereits dargelegt, wuerde ich ueber das molvolumen gehen um mir die konzentrationen i.s.v. mol/l zu berechnen, und das dann analog einsetzen

Nobby hatte dir ansonsten dazu auch noch etwas verlinkt

viele wege fuehren nach rom


gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.10.2010, 17:34   #8   Druckbare Version zeigen
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AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Danke für eure Hilfe

Lowa
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Alt 28.10.2010, 18:07   #9   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Sorry

hab noch eine Frage dazu:

schritt 2 : mithilfe der dir gegebenen temperatur und des oben berechneten gesamtdrucks: berechnen des molvolumens

kannst du mir erklären wie du dazu kommst und wie, dass auszusehen hat?

Gruß Lowa
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Alt 28.10.2010, 19:08   #10   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
So wie Sie es "angedacht" hatten , wird die Umrechnung Kp -> Kc richtig :

{c_i \ = \ (n_i/V) \   = \ \frac {p_i}{RT}}

so formuliert arbeiten Sie mit Vi... was dann allerdings die konzentration des gases i in sich selbst ergaebe.

ich halte dies zur ermittlung der konzentration des gases i im gasmix fuer nicht wirklich zielfuehrend

gruss

ingo

Geändert von magician4 (28.10.2010 um 19:27 Uhr)
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.10.2010, 19:17   #11   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von Lowa Beitrag anzeigen
Sorry

hab noch eine Frage dazu:

schritt 2 : mithilfe der dir gegebenen temperatur und des oben berechneten gesamtdrucks: berechnen des molvolumens

kannst du mir erklären wie du dazu kommst und wie, dass auszusehen hat?

Gruß Lowa
du hast den gesamtdruck sowie die zugehoerige temperatur. ueber die hilfsgroesse "ein mol" ermittelst du dir daraus das molvolumen unter diesen bedingungen:

Vmol = 1 mol* R*T / pges.
unter bezug auf eben dieses eine mol entsprechen deine vol-% sodenn den mol-%, d.h. 13 vol% entsprechen sodenn 0.13 mol

die so errechenbaren mol (des einzelgases) , dividiert durch das molvolumen (des gasmix), ergibt sodann deine gesuchte konzentration in mol/l

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.10.2010, 20:03   #12   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
keineswegs. Für die Konzentration eines Gases "in sich selbst" gilt

{c(X \ in \ X) \ = \ \frac {n(X)}{V(X) } \ \neq \ \frac {n(X)}{V} \ = \ c(X \ in \ Gemisch) }
einverstanden, jedoch: damit Sie ni/V=pi/RT benutzen koennen, muessen Sie mit Vi arbeiten (denn nur pi*Vi=ni*RT )

sie koennen also aus pi allein nicht ci berechnen, sofern es sich eben um ein ci in Vgesamt handeln soll, denn V gesamt ist ungleich Vi

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.10.2010, 21:18   #13   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.878
AW: Das MWG bei Gasreaktionen

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Wllen Sie damit sagen, dass dieser Zusammenhang zwischen der Konzentration einer Gaskomponente und ihrem Partialdruck nicht richtig ist :


{c_i \ = \ (n_i/V) \   = \ \frac {p_i}{RT}}
*klick*

ok, da ist der groschen dann auch bei mir gefallen...

Sie haben natuerlich recht


keine ahnung worein ich mich da gedanklich verrannt hatte, tschuldigung

gruss

ingo
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