Massenwirkungsgesetz: Wie Ausbeute berechnen?

Hey,

wie kann man mithilfe des Massenwirkungsgesetzes die Ausbeute berechnen? Ich sitz gerade an dieser Aufgabe:

1. Bei der Reaktion von Propanol mit Propansäure entsteht der entsprechende Ester und Wasser!

a) Wie groß ist die Gleichgewichtskonstante Kc, wenn sich im Gleichgewicht ein Konzentrationsverhältnis von 0,3 mol/l Ester, 0,3 mol/l Wasser sowie 0,55 mol/l Propanol und 0,2 mol/l Propansäure einstellt? Wie groß ist die Ausbeute?

Das Ergebnis besagt, dass die Ausbeute 60% sein soll, aber wie ich es auch versuche, ich komme nicht darauf :(

Ich weiß, dass man es theoretisch so berechnet: Stoffmenge im Gleichgewicht/ theoretische Stoffmenge und dann mal 100. Funktioniet net.

Answer 1

[PeterJohann]

Kc= c(Ester) * c(H2O) / c(P-Säure) * c(POH) = 0.3 * 0.3/ 0.2 * 0.55= 0.818

Die Reaktionsgleichung:

C2H7OH + C2H5-COOH <-> C2H5-COO-C2H5 +H2O

Bei stöchiometrischem Umsatz (100%): 1 mol Propanol reagiert mit 1 mol Propansäure zu 1 mol Ester und 1 mol H2O

Unserer Situation im Gleichgewicht:

0.55 mol/l + 0.2 mol/l <-> 0.3 mol/l + 0.3 mol/l

Bezogen auf einen Liter (um die Stoffmengen zu erhalten): Für 0.3 mol Ester wurden also je 0.3 mol Alkohol und 0.3 mol Säure "verbraucht". Diese müssen also zu den vorhandenen 0.55 mol bzw 0.2 mol Alkohol bzw. Säure addiert werden um die Ausgangskonzentrationen zu erhalten.

Zu Anfang lagen also 0.85 mol Alkohol und 0.5 mol Säure vor. Der Alkohol lag im Überschuss vor (als Lösungsmittel und um die Reaktion nach rechts zu verschieben).

Für den Wirkungsgrad bezieht man sich nur auf die stöchiometrisch relevanten Stoffmengen. In diesem Fall also auf 0.5 mol Säure die nur zu 0.3 mol Ester reagierte (100%ige Umsetzung hätte also 0.5 mol Ester ergeben). 

Wirkungsgrad/Ausbeute ist die tatsächliche Menge geteilt durch die   maximal mögliche Menge (100% Umsetzung): 0.3/0.5= 0.6 von 1 = 60% 

Comments

[Greenwolf19]

Vielen Vielen Dank für dich ausführliche Erklärung :)

[l3012004]

Vielen Dank für diese super Erklärung. Ich habe eine Aufgabe bekommen, weiß aber nicht, wie ich die lösen soll. Ich soll die Stoffmenge an Sauerstoff berechnen, die nötig ist, damit 2,5 mol Wasser entstehen. Die Ausbeute sei 72%.

2NH₄ + 3O₂ -> 2NO + 4H₂O

Könnte mir bitte jemand da weiterhelfen?

[PeterJohann]

@l3012004

Das hat aber mit dem Massenwirkungsgesetzt nicht wirklich was zu tun :)

Einfacher Dreisatz: für 4 mol H2O bei 100% Umsatz braucht man 3 mol O2

Für 2.5 mol H2O brauch man also 2.5 *3/4 mol O2 und weil die Ausbeute nur 72% beträgt brauch man entsprechend mehr O2 nämlich 100/72 mal mehr.

Zusammen 2.5* 3/4 * 100/72 = 2.60 mol O2