Frage von Jassixxx, 35

Kc-Wert einer chemischen Gleichgewichtsreaktion?

Gegeben ist die Aufgabe: Aus 42 Mol H2 und 36 Mol Cl2 entsteht HCl. Es entsteht aber nur 45% des theoretischen Werts. Gesucht ist C0, Cgg, und der Kc Wert. Unser Lehrer hat uns das nicht gut erklärt. Manche Schüler kommen auf 0.000548371, manche auf 2,054 (kc wert). Was ist richtig? Wir schreiben morgen einen Test darüber :/

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 16

Es geht um diese Reaktion:
H₂ + Cl₂ --> 2 HCl

Aus dieser Gleichung ersiehst Du, dass wenn n(H₂) = 1 mol mit n(Cl₂) = 1 mol reagieren, man theoretisch n(HCl) = 2 mol erhält.

Theoretisch würden sich übrigens laut Aufgabe n(H₂) = 6 mol gar nicht an der Reaktion beteiligen.

Was musst Du berechnen?
a) Welche Stoffmenge n(HCl) würde laut Aufgabe theoretisch entstehen?
b) Welche Stoffmenge n(HCl) entsteht, wenn nur 45 % des theoretischen Wertes entstehen?
c) Welche Stoffmengen der Edukte sind im Gleichgewicht noch vorhanden?

Jetzt kannst Du nach dem Massenwirkungsgesetz Kc berechnen.

Expertenantwort
von musicmaker201, Community-Experte für Chemie, 13

Unter der Annahme, dass die Reaktion bei konstantem Volumen stattfindet, und die 45 % sich auf die theoretisch mögliche Stoffmenge an Chlorwasserstoff beziehen, komme ich für Kc auf einen Wert von 2,05497.

Die einzelnen Konzentrationen lassen sich nicht ausrechnen, da keine Angaben zum Volumen gemacht werden. Kc lässt sich aber trotzdem berechnen, da sich das Volumen im MWG in diesem Fall herauskürzt.

Antwort
von PeterJohann, 10

Cl2 + H2 <-> 2HCl

100% Umsetzung wären  72 mol HCl

Im Gleichgewichtspunkt sind aber nur 45% = 32.4 mol HCl; Ausgehend von konstantem Volumen kann man anstelle der Konzentration auch die Stoffmenge einsetzen:

 HCl: [HCl]= 32.4

Für 32.4mol HCl werden je 16.2mol Cl2 und H2 verbraucht es verbleiben also 25.8mol H2 und 19.8 mol Cl2 im Gleichgewichtspunkt

mit

Kc= [HCl]²/[Cl2]x[H2] = 32.4²/25.8 x 19.8 = 2.055

Die tatsächliche Konzentration in mol/l kann man mit Deinen Angaben nicht feststellen; dazu bräuchte man das tatsächliche Volumen abhängig von Temperatur und Druck. 

Wenn z.B. die Reaktion bei Standardbedingungen ablaufen würde (hier sehr unwahrscheinlich) könnte man von einem Gesamt-Volumen von 78 x 22.4 l (Stoffmenge x Molvolumen) ausgehen und damit die tatsächlichen Konzentrationen berechnen; sonst über die Gasgleichung.

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