Einpaar Aufgaben zum MWG, chemischen Gleichgewicht?
Ich bin dabei diese Aufgaben zu bearbeiten, um mich auf eine bevorstehende Klausur vorzubereiten. Leider bietet meine Schulbuch keine Lösungen und somit kann ich die Aufgaben nicht kontrollieren oder mir anhand der Lösungen helfen lassen. Es würde mir also sehr weiterhelfen, wenn wer die Aufgaben bearbeitet und sie dann hochlädt!!
LG!
Aufgabe 8
Aufgabe 9:
e) Es wird mehr von CO und H2O vorliegen. Und die Gleichgewichtskonstante würde kleiner sein.
Denn die Hinreaktion ist exotherm und gibt Energie in Form von Wärme frei. Um den hohen Temperaturen entgegen zuwirken reagieren die Produkte zurück zu den Edukten. Dabei wird nämlich Energie/Wärme angewandt(/die Edukte können mehr Energie speichern?). Deshalb liegen bei hohen Temperaturen mehr CO- und H2O Moleküle vor. Und die Konstante ist kleiner, weil sie dem Quotient der Produktkonzentration und der Eduktkonzentration ist. Wobei letztere im Nenner steht. Je größer diese also ist, desto kleiner fällt das Ergebnis/die Gleichgewichtskonstante aus.
f) Muss ich mir die Stoffmengen der Reaktionsgleichung angucken oder die nach dem eingestellten Gleichgewicht, um die Frage beantworten zu können?
Such Dir eines aus, das ich Dir vorrechnen soll. Die anderen löst Du selber bzw. probierst es zumindest, bevor ich Dir weiterhelfe.
Danke!! Aufgabe 8 habe ich jetzt soweit bearbeitet und werde den Post ergänzen!
2 Antworten
Du hast Aufgabe 8 richtig gerechnet (wenn ich mich nicht irre). Der einzige Fehler ist die molar Masse von Methanol M=32 g/mol, aber aus irgendeinem Grund kriegst Du trotz der falschen molaren Masse die richtige Stoffmenge n=½ mol heraus, aber eigentlich 16⁄42≠½. Ich habe auch keine Ahnung, was Du mit den 24 Litern (?) getrieben hast, aber das Resultat (0.32 mol der Edukte und 0.18 mol der Produkte) stimmt dann doch wieder.
Was die Frage e) betrifft, so weiß ich auch nicht, was mit „Arbeitsschritt“ gemeint ist. Das Problem ist natürlich, daß eine dem Reaktionsgemisch zugesetzte H₂SO₄ bei der späteren Titration auch NaOH verbraucht und damit mehr Ameisensäure vortäuscht. Ich sehe zweieinhalb Möglichkeiten, wie man da vorgehen kann:
- Man gibt eine genau abgemessene Menge H₂SO₄ dazu, die dann bei der Titration eine entsprechende Menge NaOH verbraucht, und rechnet das einfach heraus. So würde ich es machen, aber das geht wohl kaum als „Arbeitsschritt“ durch.
- Man könnte versuchen, die HCOOH aus dem Reaktionsgemisch abzutrennen, z.B. durch Extraktion. Ich stelle es mir aber schwierig vor, die sehr hydrophile Ameisensäure von der ebenfalls sehr hydrophilen Schwefelsäure zu trennen.
- Ausweg für Faule: Da die Schwefelsäure nur katalysiert und nicht verbraucht wird, gibt man so wenig davon zu (z.B. ⪅0.01 mol), daß der NaOH-Verbrauch nicht ins Gewicht fällt.
H₂O + CO ⟶ H₂ + CO₂
Die Reaktionsgleichung ist also richtig, und die Gleichgewichtskonstante K=125 hast Du auch richtig ausgerechnet. Die in (c) gefragten Gleichgewichtskonzentrationen sind natürlich c=n/V, also z.B. c(H₂)=n(H₂)/V=0.0025 mol/l.
Dann ist noch gefragt, wie das Gleichgewicht auf Temperatur- oder Druckerhöhung reagiert. Da sich die Teilchenzahl nicht änert, hat Druckveränderug in erster Näherung überhaupt keine Wirkung aufs Gleichgewicht, und weil die Reaktion endotherm ist, verschiebt sich das Gleichgewicht bei steigender Temperatur zur Produktseite.
Du fragst, warum die beiden Produkte in einem Verhältnis ungleich 1:1 vorliegen obwohl sie doch immer gemeinsam gebildet werden. Der Grund muß sein, daß beim Befüllen des Gefäßes bereits H₂ zugegeben wurde, z.B. könnte jemand das Gefäß mit 0.12 mol H₂O, 0.11 mol CO und 0.15 mol H₂ angefüllt und dann zur Gleichgewichtseinstellung auf 500 K erhitzt haben (warum man das tun sollte, steht natürlich auf einem anderen Blatt).
Außerdem willst Du noch wissen, was passiert, wenn man 1 mol CO und 2 mol H₂O vorlegt und dann auf Reaktionstemperatur bringt. Nun, ein Teil x wird reagieren, Du bekommst dann je x mol H₂ und CO₂, und es verbleiben 1−x mol CO und 2−x mol H₂O. Das kannst Du ins MWG einsetzen und nach x auflösen; Du erhältst x=0.992 mol, also reagiert fast alles CO weg (es bleiben nur 0.008 mol übrig), aber das H₂O kann natürlich nur knapp zur Hälfte reagieren (es bleiben 1.008 mol übrig), und Du kriegst je 0.992 mol H₂ und CO₂.
Im letzten Absatz hast Du mich zunehmend abgehängt.
Danke!
Bei der Teilaufgabe c) bin ich ja ganz falsch ran gegangen. Anstelle von den Konzentrationen, habe ich tatsächlich die Stoffmengen im Verhältnis ausgerechnet… Ajajaj. Ich sollte definitiv aufmerksamer arbeiten!
An A10 habe ich mich schon herangewagt, habe aber direkt keine Ahnung wie ich mir die Teilreaktionen herleiten soll. Ist das zu erwarten oder muss man sie einfach auswendig lernen? In den Seiten davor ist nämlich eine ganze Einheit der Schwefelsynthese gewidmet, alle Teilreaktionen angegeben. Aber ich würde wirklich gerne verstehen wie man sich so etwas erdenken kann. Geht das anhand von Wissen über die Eigenschaften der Teilchen oder geht das nur durch Reaktionsversuche?
LG
Ich gebe dir mal den Hinweis, dass du pV=nRT früher oder später hier bei den Aufgaben benötigst.
Der erste Schritt ist immer aus der Reaktionsgleichung das MWG aufzustellen und das solltest du alleine Schaffen
Vielen Dank nochmal für die Antwort!!
Ich bin dabei Aufgabe 9 zubearbeiten, habe aber eine Frage die mich aufhält:
Warum liegen die Stoffe nach dem eingestellten Gleichgewicht in unterschiedlichen Stoffmengen vor, wenn doch das Verhältnis der Reaktion 1:1 ist?
CO + H2O (g) ->/<- CO2 + H2
*(,,->/<-" soll reagiert und rückreagiert bedeuten)
Die Reaktion liegt doch eigentlich im Verhältnis 1:1 vor, oder? Weil 1 mol CO + 1 mol H2O zu 1 mol CO2 + 1 mol H2 reagieren (und rückreagieren), oder? Aber was ist wenn 1 mol CO vorhanden ist und 2 mol H20? Könnten sie dann zu 1 mol CO2 und 2 mol H2 reagieren (,weil H2 doch nur H2O benötigen würde um sich zu bilden)? Bzw. in einem eingestellten Gleichgewicht zu z.B (Werte aus Aufgabe 9): 0,1 mol CO2 und 0,25 H2 reagieren weil die Stoffmenge der Ausgansstoffe verschieden groß waren? Und somit im Gleichgewicht ebenfalls unterschiedlich groß sind (0,02 mol und 0,01 mol)? Ist das die Erklärung für die unterschiedlichen Mengen? Aber weshalb würde den dann das O-atom des H2O's einfach so die Bindung mit den H-Atomen auflösen? Und würde das dann einfach so frei herum fliegen? Müsste die Reaktionsgleichung nicht somit auch um das Sauerstoffatom ergänzt werden auf Seiten der Produkte? Ich bin verwirrt. Warum sonst würden die Stoffe in unterschiedlichen Mengen vorliegen im Gleichgewicht, wenn das Verhältnis 1:1 ist?