Hilfe bei Berechnung des MWG bei Deacon verfahren
Hoffe mir kann jemand bei folgender Aufgabe (Q 12 Chemie) helfen, mit der ich leider nicht viel anfangen kann:
Bei Deacon-Verfahren reagieren Chlorwasserstoff und Sauerstoff in einer reversiblen Reaktion zu elementarem Chlor und Wasser. Vor der GG-einstellung beträgt die Konzentration des Chlorwasserstoffs 0,19 mol/l und des Sauerstoffs 0,16 mol/l. Im GG liegen dann 0,08 mol/l Chlor vor. Aufgabe ist es die Konzentrationen von Chlorwasserstoff, Sauerstoff und Wasser und zusätzlich Kc zu berechnen.
Das einzige, was ich bisher geschafft habe, war es die Reaktionsgleichung und das MWG aufzustellen:
4HCl + O2 <=> 2Cl + 2 H2O (Delta Ei < 0)
Kc = [c(cl)^2 * c(h2o)^2] / [c(hcl)^4 * c(o2)]
Hoffentlich kann mir jemand weiter helfen!
Danke schon mal im vorraus.
2 Antworten
Stöchometrie! :-)
n(4HCl) = n(2Cl2) bzw. n(2HCl) = n(Cl2), denn das sind ja alle Chlor-Atome bei den Edukten und es kann am Ende nicht mehr Chlor auftauchen als man rein steckt.
Damit bekommst du n(HCl) raus, n(4HCl) = n(2H2O), daraus erhält man n(H2O) und schließlich kann man entweder sagen n(Edukte) = n(Produkte) bzw. n(O2) über n(H2O) bestimmen.
Dann alles schön in das MWG einsetzen, fertig!
4HCl + O2 <=> 2Cl + 2 H2O (Delta Ei < 0)
Wir sind uns aber schon einig, daß Chlor als Cl₂ vorkommt, oder? Und WTF ist ΔEi? Rührei?
Wir haben 0.19 mol/l HCl und 0.16 mol/l Sauerstoff, daraus werden 0.08 mol/l Chlor.
4 HCl + O₂ ⟹ 2 Cl₂ + 2 H₂O
Nun such Dir den Vogel mit dem kleinsten stöchiometrischen Koeffiziente, in dem Fall den Sauerstoff. Nenn, die Menge Sauerstoff, die reagiert hat, x. Dann hast Du
HCl: Anfangskonzentration minus 4x
O₂: Anfangskonzentration minus x
Chlor: 2x
Wasser: 2x
Und nun sollte klar sein, wie Du an das x kommst, und wie Du alles andere daraus ausrechnen kannst.
Hinterwäldlerisch oder nicht, jedenfalls orientierte sich unser Umgangston nicht am Modell Schweinestall.
Die innere Energie heißt in vernünftigen Lehrbüchern übrigens U, gelegentlich auch (als Gesamtenergie in der Statistik) E, aber Ei habe ich noch nie gesehen. Vermutlich sollte das i tiefgestellt sein, aber woher soll ich wissen, wie Du Deine Eier gebraten haben willst?
Ich habe es ausprobiert, bei mir kommt jedoch ein falsches Ergebnis raus. Die Summe der Ausgangskonzentrationen sind nicht gleich der Summe der Konzentrationen im chem. Gleichgewicht. Könntest du bitte noch einmal die komplette Rechnung hinschreiben?
c₁=0.19 mol/l (Anfangskonzentration der HCl)
c₂=0.16 mol/l (Anfangskonzentration O₂)
4 HCl + O₂ ⇌ 2 Cl₂ + 2 H₂O
wenn x mol/l O₂ abreagieren, dann haben wir für die Gleichgewichtskonzentrationen die folgenden Werte:
c(HCl) = c₁−4x
c(O₂) = c₂−x
c(H₂O) = 2x
c(Cl₂) = 2x = 0.08 mol/l (laut Angabe), also ist x=0.04 mol/l
Nun kennen wir alle Konzentrationen (für Cl₂ 0.03 mol/l, O₂ 0.12 mol/l, die Reaktionsprodukte jeweils 0.08 mol/l), und wir können ins Massenwirkungsgesetz einsetzen:
Kc = c²(Cl₂) · c²(H₂O) / ( c⁴(HCl) · c(O₂) ) = 421 l/mol
Wenn Du Dir unsicher bist, dann kannst Du nachsehen, ob alle Elemente richtig bilanziert sind (daß also keine Atome verschwinden). Am Anfang haben wir pro Liter 0.19 mol Cl-Atome (das war c₁), am Ende c(HCl)+2*c(Cl₂) = 0.03 + 2·0.08 = 0.19 mol.
Dieselbe Überprüfung kannst Du noch mit den H-Atomen (ebenfalls 0.19 mol/l) und den O-Atomen (0.32 mol/l) machen, stimmt jedes Mal.
Ich hoffe mal ich habe mich nirgendwo verrechnet.
Auf welcher hinterwädler Schule hast du denn bitte Chemie gelernt?! ΔEi ist die Reaktionsenergie (auch innere Energie), woraus klar wird, dass die Reaktion von links nach rechts exotherm verläuft, was für das MWg wichtig ist!
Rührei...... [kopfschüttel]