Chemisches Gleichgewicht und Konzentration?
Hallo, ich verstehe folgendes nicht:
gegeben sei die Reaktion
H2+I2 -> 2HI
mit den Ausgangsstoffmengen von n0(H2)=8,1 mol und n0(I2)=2,94 mol und die Gleichgewichtsstoffmenge ngg(2HI)=5,64 mol
Frage: Bestimme die Gleichgewichtsstoffmengen von H2 und I2
Ich verstehe einfach das Grundprinzip der Stoffmenge bzw des Stoffmengenverhältnisses nicht.
Das Stoffmengenverhältnis, die ich aus der Reaktionsgleichung entnehmen kann (1:1:2), gilt doch für die Gleichgewichtsreaktion oder? Also warum kann man das nicht so rechnen:
- Zusammenrechnen der Ausgangsteilchen (H2) und (I2), ergäbe eine Gesamtteilchenanzahl von 8,1 mol + 2,94 mol = 11,04 mol
- dann Subtraktion der Produktteilchen von der Gesamtteilchenanzahl: 11,04-5,64 =5,4
- 5,4 durch 2 teilen, da Verhältnis von H2 und I2 2,7 ist.
Mich verwirrt warum die Anzahl der Teilchen trotz des selben Stoffmengenverhältnisses nicht gleich sein müssen
also die richtigen Ergebnisse wäre ngg(H2)=5,28 mol und ngg(I2)=0,12 mol
aber WARUM stehen die trotzdem im selben Verhältnis (1:1), obwohl sie nicht die selbe Stoffmenge haben? Es müsste doch heißen n(H2)=n(I2) im Gleichgewicht laut Reaktionsgleichung
Ich hoffe man erkennt hier welches Verständnisproblem ich habe und was genau meine Frage ist.
1 Antwort
Zusammenrechnen der Ausgangsteilchen (H2) und (I2), ergäbe eine Gesamtteilchenanzahl von 8,1 mol + 2,94 mol = 11,04 mol
Ja, das stimmt zwar, aber Du addierst hier praktisch Äpfel und Birnen.
Die Überlegung ist folgende:
Ausgangssituation, bei der noch nichts reagiert hat, ist doch:
- c0(H2) = 8,1 mol, das sind 16,2 mol H-Atome
- c0(I2) = 2,94 mol, das sind 5,88 mol I-Atome
Im Gleichgewicht ist c(HI) = 5,64 mol, das sind 5,64 mol H-Atome und 5,64 mol I-Atome. Und die sind natürlich aus den Anfangskonzentrationen entstanden, sodass im Gleichgewicht folgende Konzentrationen an H und I vorliegen:
- c(H) = c0(H2) = 16,2 mol - 5,64 mol = 10,56 mol
- c(I) = c0(I2) = 5,88 mol - 5,64 mol = 0,24 mol
Der Übersichtlichkeit habe ich die atomaren Konzentrationen gewählt, was natürlich nicht korrekt ist. Das ist leicht in die "richtigen" Konzentrationen umzurechnen:
- c(H2) = 1/2 * 10,56 mol = 5,28 mol
- c(I2) = 1/2 * 0,24 mol = 0,12 mol
...und können beispielsweise sagen, dass Zink gleich der Stoffmenge von Zinkchlorid ist, also können wir die Werte benutzen, die theoretisch für Zink ausgerechnet wurden.
Zn + 2 HCl --> ZnCl2 + H2
Man muss sich vor Augen halten, dass die Stoffmengen n von Zn und dem Zn im ZnCl2 letztlich Teilchenmengen darstellen. Und wenn 10 Teilchen X mit irgendwas reagieren, dann finden sich diese 10 Teilchen in der selben Anzahl im Produkt wieder. Wenn also 1 mol Zn reagiert, ist die Stoffmenge ZnCl2 zwangsläufig ein mol. Wenn ein mol HCl reagiert, dann ist die Stoffmenge an Wasserstoffatomen im Produkt auch 1 mol. Aber da ein H2 aus 2 Atomen besteht, ist die Stoffmenge von H2 natürlich nur 1/2 mol. Und das Umrechnen auf Massen erfolgt stur nach n =m/M. Dann noch ein wenig Dreisatz und alles ist in trockenen Tüchern.
Du solltest einmal eine Reihe Übungsaufgaben mit einem Tutor durchrechnen, dann bekommt man schnell eine Routine darin. Wichtig ist , sich vor Augen zu haben, dass man bei den Reaktionsgleichungen mit Teilchenzahlen hantiert, fast wie mit Legosteinen. 1 mol = 6,02. *10²³ Legosteine. Ein Dutzend = 12.
Was aber noch verwirrend ist: die ganzen Standardaufgaben, wie die Reaktion von Zink und Chlor zu Zinkchlorid. Man soll beispielsweise die Stoffmenge von Zinkchlorid ausrechnen, aber man hat nur die Masse von Zink. Dann stellen wir also ein Stoffmengenverhältnis auf und können beispielsweise sagen, dass Zink gleich der Stoffmenge von Zinkchlorid ist, also können wir die Werte benutzen, die theoretisch für Zink ausgerechnet wurden. Da verstehe ich halt nicht, warum ich es hier so machen kann, aber bei chemischen Gleichgewichten nicht. Ich verstehe zwar, was du erklärt hast, aber ich verstehe dann nicht, warum ich es dann anders machen kann (also beim Beispiel Zink und Zinkchlorid)