Freie Enthalpie Gleichgewichtskonstante

Question

Aufgabe:

Formulieren Sie für die folgende Reaktionen das Massenwirkungsgesetz und berechnen Sie Δ_RG und den Wert der Gleichgewichtskonstanten bei 298 K.

2 C₂H₄ (g) + O₂ (g) ⇌ 2 C₂H₄O (g)

Stoff / Δ_RG in kJ/mol

C₂H₄ (g)/ 68,11

C₂H₄O / -11,7

Geben Sie eine qualitative Erklärung , wie sich ΔRG bei der Reaktion ändert, wenn der Gesamtdruck zunimmt!
Problem/Ansatz:

MWG:  K =(c²(C₂H₄O))/(c²(C₂H₄ )×c(O₂))

Δ_RG = ΔH- T*ΔS und für die Gleichgewichtskonstante gilt ∆G = -R⋅T⋅ln K → K = exp (-∆G/(R⋅T))

Wie berechne ich jetzt ΔH und ΔS, wenn ich hier nur die Werte für Δ_RG habe (s.o.), muss ich die irgendwelchen Tabellen entnehmen? Vielen Dank im Voraus!

Answer 1

Salut Chemiker,

du berechnest (genau wie ich meiner vorherigen Antwort geschrieben hatte) zunächst für obige Reaktion die Reaktionsenthalpie, also ΔH_R in kJ/mol.

Anschließend bestimme die Reaktionsentropie ΔS_R, die sich genau wie die Reaktionsenthalpie als Differenz aus den Entropien der Produkte und den Entropien der Edukte bestimmen lässt:

ΔS_R  =  ∑ S_Produkte  -  ∑ S_Edukte 

( ΔS_R  in J / (mol K) )

Wie berechne ich jetzt ΔH und ΔS, wenn ich hier nur die Werte für ΔRG habe (s.o.), muss ich die irgendwelchen Tabellen entnehmen?

Die hierfür benötigten thermodynamischen Daten findest du natürlich in Tabellen, beispielsweise hier:

http://enthalpos.blogspot.com/2016/12/heizwert-brennwert-und.html

Die gesuchte freie Reaktionsenthalpie ΔG_R wird schließlich über die Gibbs - Helmholtz - Gleichung ermittelt:

ΔG_R   =  ΔH_R  -  T * ΔS_R        

( ΔG_R in kJ/mol )

 

Somit hast du nun alle benötigten Werte und brauchst sie nur noch in die Gleichung einzusetzen.

...für die Gleichgewichtskonstante gilt ∆G = -R⋅T⋅ln K → K = exp (-∆G/(R⋅T))

Genau, zur Berechnung der Gleichgewichtskonstanten ist das richtig !

Gruß in Eile...

Comments

Vielen Dank, und wie ist es mit dem Gesamtdruck, wenn er zunimmt, verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung der Produkte oder?

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Bei einer Gesamtdruckerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht nach dem Prinzip des kleinsten Zwanges auf die Seite, bei der weniger Gasteilchen vorliegen, also in diesem Fall nach rechts.

Mir war übrigens zunächst nicht eindeutig klar, welche Werte und Formeln in deiner Aufgabe bereits vorgegeben waren und welche du selbst zusammengesucht hast.

Somit könnest du auch über die freien Bildungsenthalpien einen kürzeren Weg bestreiten, um zur freien Reaktionsenthalpie zu gelangen:

Δ_RG⁰_m  =  ∑ Δ_fG⁰_m (Produkte)  -  ∑ Δ_fG⁰_m  (Edukte)