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Aufgabe:

Chlorwasserstoff wird in exothermer Reaktion aus den Elementen hergestellt. Zu Versuchsbeginn liegt die Konzentration an Wasserstoff bei 7mol/l und die von Chlor bei 2 mol/l, die Gleichgewichtskonstante beträgt K=50. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf und berechnen Sie die Konzentrationen im Gleichgewicht


Problem/Ansatz:

Reaktion: H2 + Cl2 <-> 2HCl

Irgendwie weiss ich nicht, wie/wo ich bei dieser Aufgabe beginnen soll. (Ich wollte die GGWkonzentration von HCl berechnen um danach auf die restlichen GGWkonzentrationen zu kommen, jedoch weiss ich nicht ob dies korrekt ist und wie diese Berechnung überhaupt erfolgt.) Ich versuchte auch die GGWkonzentration als x in der MWG -Gleichung einzusetzen und mit der Mitternachtsformel auszurechnen. (50= (x^2) / (7 - x/2) mal (2- x/2) -> gab eine zu grosse Zahl.

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Salut,


Chlorwasserstoff wird in exothermer Reaktion aus den Elementen hergestellt. Zu Versuchsbeginn liegt die Konzentration an Wasserstoff bei 7mol/l und die von Chlor bei 2 mol/l, die Gleichgewichtskonstante beträgt K=50. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf und berechnen Sie die Konzentrationen im Gleichgewicht.

Reaktion: H2 + Cl2 <-> 2HCl

K  =  (2 * x)2 (mol/L)2  /  ( (7 - x) mol/L  *  (2-x) mol/L )

4x2  /  (14 - 9x + x2)  = 50       I  * (14 - 9x + x2)

4x2  =  50x2 - 450x + 700

46x2 - 450x + 700 = 0      I  :46

x2 - 9,7826x + 15,2173 = 0

Anwendung der pq - Formel ergibt:

x1  =  4,8913 + 2,95  =  7,8413 mol/L

x2  =  4,8913 - 2,95  =  1,9413 mol/L

Sinnvoll und richtig ist hierbei lediglich die zweite Lösung.


Die Konzentrationen nach Einstellung des Gleichgewichts:

c (H2)  =  7 - x mol/L  =  7 - 1,9413 mol/L  =  5,0587 mol/L

c (Cl2)  =  2 - x mol/L  =  2 - 1,9413 mol/L  =  0,0587 mol/L

c (HCl)  =  2 * x mol/L  =  2 * 1,9413 mol/L  =  3,8826 mol/L


Schöne Grüße :)

von 11 k

Vielen herzlichen Dank für die ausführliche Erklärung jetzt geht die Rechnung auf.

Ich frage mich jedoch noch, wieso es bei der Formel: (2 * x)2 (mol/L)2  /  ( (7 - x) mol/L  *  (2-x) mol/L )

mal zwei gerechnet wird (2 mal x )^2

Die stöchiometrischen Verhältniszahl (2) steht ja bereits als Exponent.

Gerne !

In deiner Reaktionsgleichung erkennst du, dass für jedes verschwindende mol Wasserstoff bzw. Chlor genau 2 mol HCl entstehen.

Wenn du das MWG anwendest, um die Berechnung von den Ausgangsstoffen hin zum Gleichgewicht auszuführen, stellst du fest, dass sich für jedes mol (also x) verschwundenen Wasserstoff / Chlor genau 2mol (also 2x) HCl gebildet haben. Die Anzahl der "Restmole" Wasserstoff / Chlor ist jeweils c0 - x, die Anzahl der entstandenen HCl halt 2x.

Nochmal in Kurzfassung:

K  =  [ (c0(HCl) ]2  /  [ (c0(H2)) * (c(Cl2)) ]

c von HCl im GG ist 2x

⇒ K  =  (2x)2  /  [ (c0(H2) - x) * (c0(Cl2) - x) ]

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