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Alt 24.04.2005, 16:53   #1   Druckbare Version zeigen
lonewolf  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 62
Klausuraufgaben (Iodwasserstoff, Säurestärke)

Guten Tag allerseits...

Ich versuche gerade, ein paar Aufgaben zu lösen und komme nicht so ganz weiter. Könnte mir mal wer unter die Arme greifen?

Es geht einmal um die Bidlung von Iodwasserstoff. Hier die Aufgabenstellung:

Zitat:
Iodwasserstoffgas lässt sich aus den Elementen Iod und Wasserstoff herstellen. Bei der Reaktion liegen Edukte und Produkte nebeneinander vor.
Diskutieren Sie die Auswirkung verschiedener Reaktionsparameter auf die Gleichgewichtslage dieser Reaktion.
Information:
- dHb(IH) = +26kJ/mol
- Iod: schlecht Wasserlöslich

Zwecks Herstellung von Iodwasserstoffsäure soll Iodwasserstoffgas aus den Elementen erzeugt werden.
Erläutern Sie, wie sich die Ausbeute an Iodwasserstoff durch geeignete Maßnahmen (bei möglichst geringem finanziellen Aufwand) deutlich erhöhen lässt.
Ich nehme an, entscheidend ist das Prinzip von Le Chatelier.
Laut Quellenlage handelt es sich um eine endotherme Reaktion, sodass man die Temperatur erhöhen muss, um die Bildung von Iodwasserstoff zu fördern.
(Seltsamerweise widerspricht die Klausur sich in einer der Folgenden Aufgaben selbst: "Iodwasserstoff zerfällt bei höheren Temperaturen zu Wasserstoff und gasförmigem Iod.")
Wählt man höhere Temperaturen, liegt zu Reaktion gasförmiges Iod vor. Da Iodwasserstoff weniger Raum einnimmt als Iodgas und Wasserstoffgas nebeneinander, führt eine erhöhung des Drucks ebenfalls zu einer erhöhten Bildung von Iodwasserstoff.
Der Einsatz eines Katalysators könnte den Ablauf der Reaktion steigern (Pt für Wasserstoffspaltung?)
Was für Faktoren könnte man noch erwähnen?
Entziehen der Produkte, Aufrechterhaltung einer hohen Eduktkonzentration!

Was kann man bei der Ausbeute erläutern, was nicht eh schon gesagt ist?
Irgendwie fehlt auch noch der Bezug zur gegebenen Löslichkeit.
Ich würde annehmen, dass man Iodwasserstoff gut ausspülen kann, denn es muss sich gut in Wasser lösen, währen Iod sich kaum löst. Damit entzieht man dem Gleichgewicht das Produkt und fördert die Hinreaktion, desweiteren stellt sich, wie ich vermute, bei gelöstem Iodwasserstoff (also Iodid und Hydroniumionen) nicht das Geichgewicht mit Iod und Wasserstoff durch Rückreaktion ein.

Hat irgendjemand sonst noch Ideen?

Dann ist hier noch eine Aufgabe, bei der ich eher unsicher bin:
Zitat:
Zeichnen Sie die Strukturformeln folgender Säuren und ordnen Sie diese nach zunehmender Tendenz, Protonen an Wasser abzugeben (mit kurzer Begründung)
HClO3 / CH3COOH / HCl / CCl3COOH / HPO42-

Meine Strukturen:


Ich würde sagen,
- das Hydrogenphoshpat ist am schwächsten da es negative Ladungen gibt, die eine polarisierung der Säuregruppe durch starke +I-Effekte verhindern.
- die Trichlorethansäure sollte stärker sein als die Ethansäure, da -I-Effekte durch die Chlorsubstituenten wirken und einen +-I-Effekt des Methylrests an der Säurefunktion verhindern.
- HCl ist aufgrund der Elektronegativitätsdifferenz die stärkste Säure. Man kennt sie auch als stake Säure.

Wo ich die Chlorsäure einordnen soll, weiß ich nicht. Die Elektronegativität von Sauerstoff ist etwas höher als die von Chlor, aber die Differenz ist nicht so groß. Demnach müsste die Säure schwächer sein, als eine Carbonsäure. Aber so sicher bin ich mir da nicht, immerhin sind noch weitere -I-Substituenten (Sauerstoffe) vorhanden.

Wär ganz gut, wenn ihr meine Thesen verifizieren oder mich korrigieren und ergänzen könntet.
Im Voraus dankend
A.
lonewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.04.2005, 18:07   #2   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Klausuraufgaben (Iodwasserstoff, Säurestärke)

1. Das Iodwasserstoffgleichgewicht ist nicht druckabhängig
2. das mit dem Entfernen des HI aus dem Gleichgewicht durch Lösen in Wasser ist an sich eine gute Idee; allerings löst sich Iod in Gegenwart von Iodidionen sehr gut in Wasser, weil sich Triiodidionen bilden - geht also doch nicht.


3. Zu den Säuren:
Chlorsäure ist so aufgebaut wie Salpetersäure und ebenfalls eine starke Säure - die negative Ladung im Anion kann über drei O-Atome delokalisiert werden.

Gruß,
Franz
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FK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.04.2005, 19:05   #3   Druckbare Version zeigen
lonewolf  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 62
AW: Klausuraufgaben (Iodwasserstoff, Säurestärke)

Iodwasserstoffgleichgewicht:
Okay, es ist nicht druckabhängig und die Sache mit der Wasserlösung funktioniert auch nicht.
Bleiben die Fragen:
Wie lässt sich sonst geschickt die Ausbeute steigern?
Muss man wohl die Betrachtungen zum Druck und Löslichkeit nur theoretisch anstellen? Macht ja nix, wenn's in der Praxis nicht klappt.
Aber das kann doch nicht sein, dass ich in der Aufgabe nur auf Temperatur und Katalysator zur Ausbeutesteigerung kommen muss? Das scheint mir voll oberflächlich.

Säuren:
Also ist die Anordnung soweit richtig und Chlorsäure muss dann zum Chlorwasserstoff sortiert werden.
Meinst du mit der delokalisierten Ladung, dass die Anionen dann besonders stabil sind und sich daher bevorzugt bilden? (-> Erhöhung der Säurestärke)

Farewell.
A.
lonewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.04.2005, 21:30   #4   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Klausuraufgaben (Iodwasserstoff, Säurestärke)

Zum Iodwasserstoff:
Katalysatoren beeinflussen die Einstellung eines Gleichgewichts, nicht dessen Lage.
Die Idee mit der Entfernung des HI aus dem Gleichgewicht ist auf jeden Fall ok.
Man könnte ja alternativ die Iodidionen mit Silberionen ausfällen...



Zur Chlorsäure:
Je weiter die negative Ladung verteilt ist, desto stabiler das Anion.
- Geringe Ladungsdichte auf dem Anion -> geringe Anziehungskraft auf Protonen, die an Wassermolekülen hängen -> Rückreaktion behindert.

Gruß,
Franz
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