Stoffmenge im Gleichgewicht berechnen?
Hallo zusammen,
wir haben heute diese Reaktionsgleichung bekommen
2Cl2 + 5O2 reagiert zu 2Cl2O5
Zu Beginn haben wir folgende Stoffmengen:
n(Cl2)= 2mol
n(O2)= 4mol
n(2Cl2O5)= 0 mol
Im Gleichgewicht liegt 1/3 der Menge vor, die sich bei vollständiger Umsetzung bilden könnte. Berechnen sie die Stoffmengen im Gleichgewicht.
Stoffmengen im Gleichgewicht berechnen kann ich eigentlich gut aber bisher war immer auch K gegeben. Was meinen die denn mit "Im Gleichgewicht liegt 1/3 ....?
Wäre cool wenn ihr mir ausführlich helfen würdet. Vielen Dank schonmal.
2 Antworten
Das ist eine bizarre Frage. Über Cl₂O₅ schreibt der Holleman–Wiberg nur einen einzigen Satz (102. Aufl, 2007):
Dein Leerer weiß entweder mehr oder denkt weniger.
Durchrechnen können wir das Beispiel trotzdem:
2 Cl₂ + 5 O₂ ⟶ 2 Cl₂O₅
Wir fangen an mit (2, 4, 0) als Stoffmengen für die drei Stoffe. Würde die Reaktion vollständig ablaufen, dann würde aller Sauerstoff verbraucht (von dem ist ja, gemessen an der Stöchiometrie der Reaktionsgleichung, zu wenig drin). Ein Mol O₂ würde ⅖ mol Cl₂ verbrauchen, also verbrauchen vier Mol das Vierfache also 8⁄5 bzw. 1⅗ mol. Daraus bildet sich ebensoviel Cl₂O₅, und es verbleiben 2−1⅗=⅖ mol Cl₂ übrig. Wir würden bei vollständigem Umsatz also (⅖, 0, 1⅗) erreichen.
Nun sagt die Angabe, daß im Gleichgewicht nur ⅓ der Menge vorliegt, die sich bei vollständigem Umsatz bildet. Frage: Ein Drittel wovon? Ich vermute, gemeint ist ein Drittel von der Cl₂O₅-Menge, also n(Cl₂O₅)=8⁄15 mol.
Wir müssen also vom Ausgangszustand (2, 4, 0) zu (x, y, 8⁄15) kommen.
- Jedes gebildete Cl₂O₅ verbraucht lt. Reaktionsgleichung ein Cl₂. Also haben unsere 8⁄15 mol Cl₂O₅ auch 8⁄15 mol Cl₂ verbraucht, anfangs waren zwei Mol Cl₂ da, es verbleiben x = 2 − 8⁄15 = 22⁄15 = 17⁄15 mol.
- Jedes gebildete Cl₂O₅ verbraucht lt. Reaktionsgleichung 2½ O₂. Also haben unsere 8⁄15 mol Cl₂O₅ genau 2½ ⋅ 8⁄15 = 1⅓ mol O₂ verbraucht, ursprünglich waren vier Mol O₂ vorhanden, es verbleiben y = 4 − 1⅓ = 2⅔ mol.
Folglich lautet die Lösung (17⁄15, 2⅔, 8⁄15) für die Stoffmengen von Cl₂, O₂ und Cl₂O₅
Weil man sich bei dieser Rechnung wahnsinnig leicht vertut, checken wir das noch mal über die Atombilanzen. Ursprünglich waren im Kolben 4 mol Cl-Atome und 8 mol O-Atome. Nach der Reaktion ist die Zahl der Cl-Atome 2⋅17⁄15 + 2⋅8⁄15 = 4 mol, stimmt also. Beim Sauerstoff kriegen wir 2⋅2⅔ + 5⋅8⁄15 = 8 mol, stimmt also auch.
Sei trotzdem vorsichtig. Die Möglichkeiten, numerischen Blödsinn zu bauen, sind bei dieser Rechnerei Legion.
P.S.: In den Kommentaren erwähnte Tippfehler wurden ausgebessert.
Richtig, scharf beobachtet. Ich hab mich so mit den Zahlen abgeplagt, daß ich auf den Text nicht genug gechtet habe. Funktioniert die Darstellung von Brüchen 123⁄456 mit hochgesetztem Zähler und Nenner eigentlich auch bei Dir, oder sieht das nur wie 123/456 aus?
Nein, die Darstellung ist einwandfrei. Also nochmal vielen lieben Dank für deine Hilfe. Alleine hätte ich das nicht hinbekommen.
Im Vorletzten Absatz habe ich auch einmal Chlor und Sauerstoff velwechsert. Richtig lautet es:
Weil man sich bei dieser Rechnung wahnsinnig leicht vertut, checken wir das noch mal über die Atombilanzen. Ursprünglich waren im Kolben 4 mol Cl- Atome und 8 mol O- Atome. Nach der Reaktion ist die Zahl der Cl-Atome 2⋅17⁄15 + 2⋅8⁄15 = 4 mol, stimmt also. Beim Sauerstoff kriegen wir 2⋅2⅔ + 5⋅8⁄15 = 8 mol, stimmt also auch.
War eine ziemliche Mistrechnung, weil ich mich zweimal mit den Brüchen vernudelt hatte und das ganze echt auf Papier durchrechnen mußt. Wesentllich komplexere Aufgaben schaffe ich dagegen nur an der Tastatur.
Hallo indiachinacook
du hast ja auch meine Rechnung gesehen und ich bin schon einmal froh, dass ich das gleiche Ergebnis wie du errechnet habe, was das Cl₂O₅ anbelangt. Dass auch die Stoffmengen der Ausgangsstoffe gewünscht waren, habe ich übersehen bzw. nicht erkannt.
Da ich hier auf GF etwas lernen, zumindest aber wiederholen möchte, habe ich versucht, deine Rechnung nachzuvollziehen. Dabei bin ich über folgende Zeile gestolpert, die ich nicht verstehe:
es verbleiben x = 2 − 8⁄15 = 22⁄15 = 17⁄15 mol
Mit den 17/15 mol wird dann auch weiter gerechnet, statt mit den meiner Meinung nach richtigen 22/15 mol.
Dadurch stimmt
Zahl der Cl-Atome 2⋅17⁄15 + 2⋅8⁄15 = 4 mol
(das ursprüngliche O durch Cl ersetzt)
nicht, denn 2⋅17⁄15 + 2⋅8⁄15 = 50/15 = 3.33 mol
Bei 2*22/15 + 2*8/15 = 4 mol passt es.
Ich nehme an, dass das alles an der Uhrzeit gelegen hat, bei mir war es ja schon fast Mitternacht und bei dir gegen 2 Uhr. :)
Mir ist unklar, worauf Du hinaus willst.
es verbleiben x = 2 − 8⁄15 = 22⁄15 = 17⁄15 mol
Ist das vielleicht ein Darstellungsproblem? Ich kann hier keinen Screenshot einbinden, aber ich sehe hier (und meinte beim Tippen) zweiundzwanzig fünfzehntel gleich eins sieben fünfzehntel. Der Einser ist groß und steht auf der Grundlinie, der Siebener ist klein und hochgestellt, dann kommt ein schräger Bruchstrich gefolgt von einem tiefgestellten kleinen Fünfzehner.
Ok, alles klar, das ist ein Darstellungsproblem.
Ich sehe hier zweiundzwanzig fünfzehntel und siebzehn fünfzehntel.
Ich konnte mir eigentlich auch nicht vorstellen, dass du zwei unterschiedliche Zahlen in vollem Bewusstsein gleichsetzt und habe eher an ein Versehen auf Grund der Müdigkeit gedacht. Dass 17/15 mol gleich ist (1 + 7/15) mol, auf den Gedanken bin ich nun wieder nicht gekommen.
Also alles gut. Entschuldige bitte die "Untersstellung" :)))
Ich finde es wichtig zu wissen, daß der Trick mit dem Fraction Slash U+2044 eben doch nicht universell funktioniert. Sieht bei Dir 5⁄6 mit hoch- und tiefgestellten Zahlen aus (ungefähr wie ⅚, nur weiter), oder alles auf der Zeile (wie bei 5/6)?
Über Open Office habe ist das hier hinbekommen: 5/6
Die 5 hoch- und die 6 tiefgestellt, ist aber eine Quälerei.
Alternativ geht es auch mit dem 'Chemeditor', wenn man hochgestellte und tiefgestellte Ziffern verwendet.: ⁵/₆
Ebenfalls sehr mühselig
Stimmt, diese Möglichkeit gibt e ja auch noch, vielleicht ist die am sichersten. Wir haben also den vorgefertigten Bruch (ein Zeichen) ⅚, die Variante mit hoch- und tiefgestellten Zahlen und gewöhnlichem Slash dazwischen ⁵/₆ (3 Zeichen), dann die fancy Methode mit dem fraction slash zwischen gewöhnlichen Ziffern, die vom Fontrenderer (!) hochgestellt werden sollten 5⁄6 und die bei Dir nicht funktioniert weil sie wie 5/6 aussieht (drei Zeichen), und die Variante mit Markup 5/6, bei der man immer aufpassen muß, daß man aus dem Subscript wieder herauskommt.
Ja, so ist es, alles irgendwie nicht sehr befriedigend.
wie funktioniert das denn wenn K gegeben ist? Das verstehe ich einfach nicht.
Super, ein dickes Danke für deine ausführliche Antwort! Ich glaub, jetzt hab ichs druff. Meintest du oben nicht 2 1/2 O2?