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Alt 13.11.2010, 01:41   #1   Druckbare Version zeigen
Thymolblau weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 28
reaktion v.gasen-65% ausbeute

Hallo zusammen
Ich hatte die folgende Aufgabe auf einem Übungsblatt, habe zuerst mit einem komplizierten Lösungsweg angefangen, anschliessend bemerkt, dass es einen besseren gibt und dann doch noch etwas mit dem ersten rumgespielt. In der Übung wurde die Aufgabe noch komplizierter vorgerechnet und ich frage deshalb lieber euch, was ihr von meinen Überlegungen haltet.

Bei der Reaktion von NH3(g) und F2(g) an einem Cu-Katalysator entsteht NF3(g) und NH4F3(s). Wie viel mL NH3 und F2 werden benötigt, um 50mL NF3 bei einer Ausbeute von 65% zu erhalten? (Volumina bei gleichen Bedingungen gemessen)

Meine schnelle Lsg.
Hätte ich 100% Ausbeute, würde ich gem. Koeffizienten bei der Reaktionsglg. 200ml NH3 und 150 mL F2 brauchen, nun habe ich halt nur eine von 65% und nehme 200/0.65 mL bzw. 150/0.65 mL.

...und was es sonst noch gab (man kann sich ruhig amüsieren)
1)mit Gasglg. ausrechen, dass ein ideales Gas bei Standardbegingungen 0.0241 m^3 einnimmt
2)so ausrechnen, wie viel mol NF3 ich habe und das durch 0.65 dividieren
3)mit den Koeffizienten auf die mol von F2 und NH3 schliessen
4)wieder in mL angeben
5)sich über die unnötige Rechnerei aufregen
6)feststellen, dass die Resultate des schnellen und des langsamen Weges nicht genau übereinstimmen
7)das Ganze mal bei Normalbedingungen ausprobieren ... und mit den Resultaten ziemlich daneben liegen

Der Fehler bei der langsamen Methode entsteht offensichtlich dadurch, dass ich die Gase als ideal betrachte, richtig? Wie erkläre ich nun aber, dass mein Fehler bei Normalbedingungen höher ist, als bei Standardbedingungen? Bei 0° fliegen die Teilchen ja langsamer als bei 25°, d.h. ich hätte bei letzterem mehr Chancen für Stösse. Wenns mir recht ist, vernachlässige ich beim idealen Gas die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen; also müsste doch bei höherer Temperatur der Fehler grösser sein ...?!
Wo mache ich einen Denkfehler?

Freue mich auf eure Antworten!

Thymolblau ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.11.2010, 12:00   #2   Druckbare Version zeigen
M.T.  
Mitglied
Beiträge: 2.306
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Zitat:

Hätte ich 100% Ausbeute, würde ich gem. Koeffizienten bei der Reaktionsglg. 200ml NH3 und 150 mL F2 brauchen, nun habe ich halt nur eine von 65% und nehme 200/0.65 mL bzw. 150/0.65 mL.
Ist jetzt zwar eine Frage und keine Antwort: Zum Vergleich für mich: mit welchen Koeffizienten hast du gerechnet bzw. wie sieht die Reaktionsgleichung aus?
M.T. ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.11.2010, 21:14   #3   Druckbare Version zeigen
Thymolblau weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 28
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Danke für dein Interesse, ich bin zuversichtlich, dass auch noch eine Antwort kommt
Ich habe die Reaktionsglg. wie folgt aufgestellt:

4NH3(g) + 3F2(g) --[Cu]--> NF3(g) + 3NH4F(s)

...da die Reaktionsglg. für alle Rechnungswege identisch war, bezweifle ich allerdings, dass es daran liegt...
Thymolblau ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 13.11.2010, 21:50   #4   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 17.611
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Wenn man die gasförmigen Edukte/Produkte als ideal annimmt, ist die gleichproportionale Erhöhung der Edukte um ~ 1,54 der richtige Weg. Was ist allerdings mit "50mL NF3" gemeint (welche Bedingungen)?

Gruß

jag
__________________
Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.11.2010, 22:07   #5   Druckbare Version zeigen
Thymolblau weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 28
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Zuerst mal danke für die Antowort.
Zitat:
Zitat von jag Beitrag anzeigen
die gleichproportionale Erhöhung der Edukte um ~ 1,54

genau, das sind 1/0.65, habe ich ja so gemacht (in beiden Fällen)

Die Bedingungen sind leider nicht angegeben (es steht lediglich, dass alles bei identischen Bedingungen gemessen wurde), was mir auch Probleme gemacht hat. Habe dann versucht, mit den Aggregatzuständen darauf zu schliessen, aber das hilft in dem Beispiel nicht wirklich weiter....

Aber vermutlich ist das die Antwort auf meine Frage. Wenn nämlich die 50 ml bei Normal oder halt eben Standardbedingungen gemessen wurden, ist klar, weshalb das Rechnen mit den einen od. eben den anderen Angaben zu unerwünschten Resultaten führt.


Thymolblau ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.11.2010, 10:57   #6   Druckbare Version zeigen
M.T.  
Mitglied
Beiträge: 2.306
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Also dein Ergebnis bekomme ich jetzt auch raus.


Zitat:
Wenn nämlich die 50 ml bei Normal oder halt eben Standardbedingungen gemessen wurden,
Jetzt frage ich mich, warum macht das einen Unterschied? Die Stoffmenge ergibt sich: n=p*V/(R*T). Unter der Annahme, daß T der Ausgangs- und Reaktionsprodukte gleich ist, und bei isobarer Prozeßführung ergäbe sich n direkt proportional zu V. Man braucht V nicht in n umzurechnen.

So langsam arbeite ich mich jetzt durch die Aufgabe durch.
M.T. ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.11.2010, 22:01   #7   Druckbare Version zeigen
Thymolblau weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 28
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Zitat:
man braucht V nicht in n umzurechnen
Da stimme ich dir zu. Wenn mans trotzdem tut, kommt bei mir aber nicht dasselbe Resultat raus. Vielleicht habe ich auch mal was falsch in den Taschenrechner getippt, kommt schon mal vor. Sobald ich Zeit habe (das wär dann so ungefähr nach Abschluss des Studiums, nein Scherz) rechne ich die Geschichte nochmals auf dem komplizierten Weg.
...lass euch wissen, was beim 2.versuch rauskommt ...
Thymolblau ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.11.2010, 23:42   #8   Druckbare Version zeigen
Thymolblau weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 28
AW: reaktion v.gasen-65% ausbeute

Zitat:
dafür werden 307.7 mL NH3 benötigt
einverstanden, habe ich beim kurzen lsg.weg auch 200/0.65 führt genau auf diesen wert, ich habe einfach zuerst die 50 ml mit dem koeffizienten multipliziert

Vielleicht habe ich mich nicht gut ausgedrückt:
Meine ursprüngliche Frage war, wieso mich Lsg.weg 2 nicht auf genau dasselbe Resultat bringt und wieso der Fehler bei Normal- höher als bei Standardbedingugen ist. (siehe Überlegungen in 1.Beitrag)

(So nach dem Motto: Um den Berg besser kennenzulernen, sollte man ihn schon mindestens auf zwei Wegen bestiegen haben.)
Thymolblau ist offline   Mit Zitat antworten
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