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Alt 13.09.2018, 18:10   #1   Druckbare Version zeigen
Robnix  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
Ammoniak Synthese

Hallo zusammen,


vielleicht kann mir jemand einen Denkanstoss geben.

Muss im Zuge meiner Hausarbeit eine Aufgabe zur Ammoniak Synthese lösen.


Ich habe ein Gasgemisch mit Stickstoff N2 und Wasserstoff H2, die ich auf einen Druck von p=300 bar komprimieren möchte. Die Temperatur beträgt 450°C bei einem Endvolumen von 4 l. Das Stoffmengenverhältnis beträgt 1:3.
Unter isothermen Bedingungen laufen im stofflich abgeschlossenen System die Ammoniak-Synthese Reaktion.
N2 + 3H2 ==> 2NH3


Zuerst werden die Stoffmengen n1 und n2 vor Beginn der Reaktion gesucht und die dazugehörigen Partialdrücke p1 und p2.


Die andere Frage wäre, auf welchen Wert kann der Druck des Gasgemisches im hypothetischen Fall einer vollständigen chemischen Umsetzung höchstens abfallen?


Die jeweiligen molaren Massen habe ich ermittelt:
M (N2) = 28g/mol
M (3H2) = 6g/mol


Um die Stoffmenge zu berechnen, benötige ich ja die jeweilige Masse m, die ich nicht habe.
n = m/M


Wie gehe ich da am besten vor?


Vielen Dank im Voraus, für Eure Hilfen.


Viele Grüße
Karina
Robnix ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.09.2018, 20:22   #2   Druckbare Version zeigen
Robnix  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
AW: Ammoniak Synthese

Vorschlag zu Berechnung der Stoffmengen n1, n2 und der Partialdrücke p1 und p2.


Stoffmenge n der Stoffmengenkonzentration 2NH3 berechnen:
p * V = n * R * T


p = 300 bar = 300*10^5 N/m2
V = 4 l = 4*10^-3 m3
T = (450°C+273,15K) = 723,15 K
R = 8,314 J / molK = 8,314 Nm / molK


n = (p * V) / (R * T)


n = 19,96 mol = 20 mol


Stoffmengenverhältnis:
n1 : n2 = 1 : 3
==> n1 = 5 mol
==> n2 = 15 mol


Partialdrücke p1, p2:


p1= (n1/n) * p
p1= 75 bar


p2= (n2/n) * p
p2= 225 bar


Wenn jemand Interesse hat, bitte mal Korrekturlesen.


Viele Grüße
Karina
Robnix ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 14.09.2018, 08:10   #3   Druckbare Version zeigen
Bergler Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.515
AW: Ammoniak Synthese

Schaut soweit ganz gut aus.

Nur, damit:

Zitat:
Zitat von Robnix Beitrag anzeigen
... Stoffmenge n der Stoffmengenkonzentration 2NH3 berechnen:
p * V = n * R * T


p = 300 bar = 300*10^5 N/m2
V = 4 l = 4*10^-3 m3
T = (450°C+273,15K) = 723,15 K
R = 8,314 J / molK = 8,314 Nm / molK


n = (p * V) / (R * T)


n = 19,96 mol = 20 mol
...
... berechnest du nicht die Stoffmenge des Ammoniaks (wie von dir angenommen), sondern die Gesamtstoffmenge der N2/H2 - Mischung. Ansonsten ist die Berechnung richtig.

Gruß Bergler
__________________
Γνῶθι σεαυτόν - Erkenne dich selbst

Carpe diem! Fasse dich kurz!
Bergler ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.09.2018, 19:35   #4   Druckbare Version zeigen
Robnix  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
AW: Ammoniak Synthese

Vielen Dank, das ist natürlich richtig. Man berechnet die Gesamtstoffmenge n und nicht die Stoffmengenkonzentration.


Hat jemand eine Idee für die Frage:



Auf welchen Wert kann der Druck des Gasgemisches im hypothetischen Fall einer vollständigen chemischen Umsetzung höchstens abfallen?




Vielen Dank im Voraus


Gruß Karina
Robnix ist offline   Mit Zitat antworten
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