Allgemeine Chemie
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Alt 05.06.2019, 09:13   #1   Druckbare Version zeigen
DerRadierer Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Hallo ich habe folgende Aufgabe, weiß allerdings nur bei a das Ergebnis und den Weg. Hat jemand einen Gedankenanstoß für b und c ?
Gilt für die Reaktionsluafzahl folgendes ?
Ni(t)=Ni(t=0)+vi*lambda

Ethanol kann durch die Gasphasenreaktion von Ethen mit Wasserdampf gemäß der Reaktionsgleichung:
C2H4(g) + H2O(g) C2H5OH(g)
hergestellt werden. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion, bei der sich durch Temperaturerhöhung das Gleichgewicht nach links verschiebt. Die Gleichgewichtskonstante bei 200°C beträgt K(T) = 0,0281.

a)Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante KY(T,P) bei einem Druck von 50 bar und 200°C.
b)Welche Werte kann die Reaktionslaufzahl 𝜆annehmen, wenn zu Beginn der Reaktion 2 mol Edukt stöchiometrisch vorliegen und noch kein Produkt vorhanden ist?
c)Ermitteln Sie die Reaktionslaufzahl und die Zusammensetzung des Gemisches im Gleichgewicht bei 50 bar und 200°C und den Anfangskonzentrationen aus Aufgabenteil b).

Hinweise:Standarddruck und Bezugsdruck: 𝑃+=1𝑏𝑎𝑟
Standardtemperatur: 𝑇+=298,15𝐾
Alle Reaktionspartner sind als ideale Gase zu betrachten.

Wäre super freundlich
MfG Dominik
DerRadierer ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.06.2019, 12:30   #2   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.631
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

b) für die o.g Reaktion liegen 2 mol Edukt stöchiometrisch, also 1 mol Ethen und 1 mol Wasser vor. Limitierende Komponente ist daher keine. Für den vollständigen Umsatz wäre eine Reaktionslaufzahl von 1 notwendig. Im Gleichgewicht liegt diese daher im Bereich zwischen 0 und 1.
safety ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 08.06.2019, 12:28   #3   Druckbare Version zeigen
xJonasx99 Männlich
Mitglied
Beiträge: 10
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Zitat:
Zitat von DerRadierer Beitrag anzeigen
Hallo ich habe folgende Aufgabe, weiß allerdings nur bei a das Ergebnis und den Weg. Hat jemand einen Gedankenanstoß für b und c ?
Gilt für die Reaktionsluafzahl folgendes ?
Ni(t)=Ni(t=0)+vi*lambda

Ethanol kann durch die Gasphasenreaktion von Ethen mit Wasserdampf gemäß der Reaktionsgleichung:
C2H4(g) + H2O(g) C2H5OH(g)
hergestellt werden. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion, bei der sich durch Temperaturerhöhung das Gleichgewicht nach links verschiebt. Die Gleichgewichtskonstante bei 200°C beträgt K(T) = 0,0281.

a)Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante KY(T,P) bei einem Druck von 50 bar und 200°C.
b)Welche Werte kann die Reaktionslaufzahl 𝜆annehmen, wenn zu Beginn der Reaktion 2 mol Edukt stöchiometrisch vorliegen und noch kein Produkt vorhanden ist?
c)Ermitteln Sie die Reaktionslaufzahl und die Zusammensetzung des Gemisches im Gleichgewicht bei 50 bar und 200°C und den Anfangskonzentrationen aus Aufgabenteil b).


Kannst du mal was zu Teil A sagen? Ich habe eine ganz ähnliche Aufgabe zu bearbeiten. Auf welchen Druck ist die gegebene Konstanten bezogen? Und ändert sich der Wert der Konstanten überhaupt bei anderem Druck oder ändert sich dann nur die Zusammensetzung der Reaktionspartner im Gleichgewicht?
xJonasx99 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 08.06.2019, 12:32   #4   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.324
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Die Gleichgewichtskonstante bezieht sich auf eine bestimmte Temperatur. Ändern tun sich im MWG nur Konzentrationen oder bei Gasen Drücke.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis

Geändert von Nobby (08.06.2019 um 12:55 Uhr)
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.06.2019, 12:53   #5   Druckbare Version zeigen
xJonasx99 Männlich
Mitglied
Beiträge: 10
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Zitat:
Zitat von Nobby Beitrag anzeigen
Die Gleichgewichtskonstante bezieht sich auf eine bestimmte Temperatur. Andern tun sich im MWG nur Konzentrationen oder bei Gasen Drucke.

Und da wundert mich eben die Aufgabenstellung oben. Gegeben ist der Wert der Konstante bei 200 °C und in Aufgabe a) soll dann die Konstante bei 200 °C und 50 bar berechnet werden...
xJonasx99 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.06.2019, 13:10   #6   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.324
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Die Aufgabe ist verworren und lückenhaft gestellt. Die Konstante ( warum heißt sie wohl so) ändert sich nicht. Ändern tun sich die Partialdrücke.

Vielleicht ist soetwas gemeint.

https://www.lernort-mint.de/Anorganische%20Chemie/chemische%20Reaktionen/kpinkc.html
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis

Geändert von Nobby (08.06.2019 um 13:22 Uhr)
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.06.2019, 13:14   #7   Druckbare Version zeigen
DerRadierer Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

zu a) habe ich einfach folgende Formel benutzt...
Ky= K(T)*(p+/p)^delta v


delta V ist der stiöchometrische Faktor hier:
-1-1+1=-1


in gleichung einsetzen
=1,405


zu b) c)
ich glaube es ist gemeint, dass von den edukten von beiden Stoffen zwei Mol vorhanden sind....also nicht 1 mol von beiden.somit ändert sich diie Reaktionsgleichung.... auf 2 mol Ethen, 2mol Wasser und 1 mol Ethanol


Wie ich allerdings die Reaktionszahl bestimme ist mir noch nicht klar....wenn jemand n Vorschlag hat...


LG
DerRadierer ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.06.2019, 23:16   #8   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Zitat:
Zitat von DerRadierer Beitrag anzeigen
zu a) habe ich einfach folgende Formel benutzt...
Ky= K(T)*(p+/p)^delta v


delta V ist der stiöchometrische Faktor hier:
-1-1+1=-1


in gleichung einsetzen
=1,405


zu b) c)
ich glaube es ist gemeint, dass von den edukten von beiden Stoffen zwei Mol vorhanden sind....also nicht 1 mol von beiden.somit ändert sich diie Reaktionsgleichung.... auf 2 mol Ethen, 2mol Wasser und 1 mol Ethanol


Wie ich allerdings die Reaktionszahl bestimme ist mir noch nicht klar....wenn jemand n Vorschlag hat...


LG

Wie öfters mal wird die Sache etwas dadurch erschwert, dass für die gleichen Dinge unterschiedliche Symbole im Umlauf sind. Aber nach dem was du dargestellt hast, ist gegeben die allg. thermodynamische GG-Konstante K (manchmal auch als Ka bezeichnet) und daraus wird die über die Stoffmengenanteile formulierte GG-K, üblicherweise als Kx bezeichnet, berechnet. Zwischen diesen beiden gilt nämlich für ideale Gase:

{K = K_x \cdot \left ( \frac{p}{p_0} \right )^{\sum{\nu_i}} }

was, sofern ich mit nicht verguckt habe, dem entspricht, was du notiert hast.

Nun kannst du über die Stoffmengenanteile Kx fomulieren:

{K_x = \frac{\frac{n(C_2H_5OH)}{n_G}}{ \frac{n(C_2H_4)}{n_G} \cdot  \frac{n(H_2O)}{n_G} }}

(nG: Gesamtstoffmenge)

Wenn du nun die im GG gebildete Menge Ethanol mit x bezeichnest,gilt

n(C2H4) = n(H2O) = n0-x

(n0: Anfangsstoffmenge der Edukte*)

So erhältst du

{K_x =\frac{x \cdot n_G}{\left ( n_0-x \right )^2}

Das ist eine quadratische Gleichung bzgl. x und die Lösung ist auch gleichzeitig die Umsatzvariable (veraltet: Reaktionslaufzahl), denn die ist gleich der umgesetzten Stoffmenge eines Reaktionspartners geteilt durch seinen stöchiometrischen Faktor:

{\gamma =\frac{\Delta n}{\nu_i}=\frac{n(C_2H_5OH)}{1}=x}


*laut Aufgabenstellung: zu Beginn 2 mol Edukt stöchiometrisch und noch kein Produkt; verstehe ich als n0(C2H4)=n0(H2O)= 1 mol (entsprechend ist zu jedem Zeitpunkt nG = 2 mol)

Geändert von HpsiEpsi (13.06.2019 um 23:22 Uhr)
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.06.2019, 10:12   #9   Druckbare Version zeigen
HpsiEpsi  
Mitglied
Beiträge: 24
AW: Gleichgewichtskonstante und Reaktionslaufzahl

Zitat:
Zitat von HpsiEpsi Beitrag anzeigen

*laut Aufgabenstellung: zu Beginn 2 mol Edukt stöchiometrisch und noch kein Produkt; verstehe ich als n0(C2H4)=n0(H2O)= 1 mol (entsprechend ist zu jedem Zeitpunkt nG = 2 mol)
Sorry, die Gesamtstoffmenge ist natürlich 2*(n0-x)+x = 2*n0-x
HpsiEpsi ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
gasgemische, gleichgewichtkonstanten, ideale gase, reaktionslaufzahl, thermodyamik

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