Katalysator = Mehr Ausbeute?
kriegt man mehr Ausbeute, wenn man mehr Katalysator zugibt?
2 Antworten
Grundsätzlich nein, weil der Katalysator auf die Lage des Gleichgewichts keinen Einfluß hat sondern nur die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht.
Mehr Katalysator heißt also, daß man das Produkt schneller erhält. Wenn zusätzliche Komplikationen dazukommen, dann kann das aber auch bedeuten, daß die Ausbeute steigt. Dazu braucht es aber spezielle Randbedingungen:
- Das Produkt könnte z.B. unter den Reaktionsbedingungen instabil sein, dann muß man rasch arbeiten, damit möglichst wenig davon während der Reaktion zerfällt. Mit mehr Katalysator dauert die Reaktion kürzer und man kann vielleicht mehr Produkt bekommen.
- Vielleicht gibt es mehrere Reaktion, die die Edukte miteinander eingehen können, und die zu verschiedenen Produkten führen, von denen man nur eines will. Wenn man einen Katalysator findet, der nur einen dieser Reaktionskanäle beschleunigt, dann bekommt man mehr Produkt heraus, weil die konkurrierenden Reaktionskanäle in der kürzeren Reaktionszeit nicht so viel Edukt verbrauchen können.
Zwei so unterschiedliche und doch - meiner Ansicht nach - korrekte Antworten zum Thema. Das verdeutlich relativ klar die Sichtweisen zwischen Chemikern und Chemieingenieuren.
Jein. Die Frage ist so nicht mit genug Informationen versehen. Ein Katalysator beschleunigt die Reaktion, aber er verändert nicht die Lage des Gleichgewichtes.
Wenn ich eine Reaktion kontinuierlich durchführe, bei der die Lage des Gleichgewichtes bei 100 % Umsatz und 100 % Selektivität liegt, ich aber nur sehr viel Feed zugebe, so dass bei gegebener Temperatur und Druck nur rund 20 % des Feeds umgesetzt werden können und ich gebe dann mehr Katalysator zu, dann erhöht sich Umsatz und Ausbeute.
Wenn ich eine Reaktion dagegen kontinuierlich fahre und ich bin Nahe des Gleichgewichts, dann wird zusätzlicher Katalysator nichts bewirken.
Die grundlegende Aussage ändert sich nicht, denn es hängt im wesentlichen vom Abstand vom Gleichgewicht ab.
Viel Feedstrom, wenig Katalysator in einer kontinuierlichen Reaktion mit großem Abstand zum Gleichgewicht heißt, dass mehr Katalysator auch mehr Ausbeute bedeutet. Umgekehrt heißt viel Katalysator und wenig Feedstrom, dass man vermutlich schon nahe am Gleichgewicht ist und mehr Katalysator daher keine Auswirkung hat.
Im Batchbetrieb gilt das alles natürlich nicht. Da stellt sich im Unendlichen immer das Gleichgewicht ein völlig egal, wie viel Katalysator da ist.
was ist die Begründung?
senkt der Katalysator die Aktivierungsenergie und somit gelangen mehr Teilchen in den Zustand der Mindestenenergie?
Genau, der Katalysator senkt die Aktivierungsenergie in dem er einen energetisch günstigeren Zwischenzustand bildet.
Können Sie das am Beispiel einer umkehrbaren Reaktion z.b Veresterung erklären