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Hallo Leute!

Ich brauche unbedingt Hilfe bei einer Chemie Aufgabe, die ich nicht so ganz verstehe. Hoffentlich könnt ihr mir helfen. Ich bedanke mich im voraus!



Problem/Ansatz:

erklÀre, wie die Synthese von Ammoniak ablÀuft und gehe dabei auf die Reaktionsbedingungen und das chemische Gleichgewicht ein.

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Salut Baran,


erklÀre, wie die Synthese von Ammoniak ablÀuft ...

Da sich die Synthese von Ammoniak bzw. der Haber - Bosch - Prozess in jedem Chemiebuch findet, an dieser Stelle nur einen kurzen Überblick:

Das Gemisch aus den Gasen Wasserstoff und Stickstoff wird zunĂ€chst auf einen notwendigen Druck komprimiert. Anschließend wird es gereinigt, auf eine Temperatur von etwa 500°C erhitzt und an einem Katalysator (beispielsweise aus Eisenoxid) vorbeigefĂŒhrt. WĂ€hrend dieses Vorgangs reagiert das Gasgemisch zu Ammoniak. Das entstandene Ammoniak wird nun abgekĂŒhlt und abgetrennt, die bis dato nicht umgesetzten Anteile an Wasserstoff und Stickstoff dem Haber - Bosch - Prozess erneut zugefĂŒhrt .

... und gehe dabei auf die Reaktionsbedingungen und das chemische Gleichgewicht ein

Der Ammoniaksynthese liegt eine Gleichgewichtsreaktion zugrunde:

N2 (g)  +  3 H2 (g)   ⇌   2 NH3      I ΔrH =  -92,5 kJ

Dieses System ist sehr stark druck- und temperaturabhĂ€ngig. GemĂ€ĂŸ des Prinzips von Le ChĂątelier verschiebt sich bei Druckerhöhung das Gleichgewicht auf die Seite mit der geringeren Anzahl an GasmolekĂŒlen, also in diesem Fall nach rechts, denn aus 4 mol Gas entstehen lediglich 2 mol Gas. Eine Druckerhöhung der Edukte auf ca. 200 - 300 bar fĂŒhrt somit zu einer höheren Ausbeute an Ammoniak NH3. Die Ammoniakausbeute kann ĂŒbrigens auch durch Erhöhung der Eduktkonzentrationen oder aber durch fortwĂ€hrenden Entzug von Ammoniak aus dem geschlossenen System erzielt werden.

Die Reaktionsenthalpie ΔrH ist negativ, d.h. die Hinreaktion ist exotherm. Nach Le ChĂątelier wird bei Temperaturerniedrigung eine exotherme Reaktion begĂŒnstigt. Dabei stellt sich hier allerdings das Problem, dass bei niedrigen Temperaturen keine Umsetzung zwischen Wasserstoff und Stickstoff stattfinden wĂŒrde, da einfach die Reaktionsgeschwindigkeit zu gering wĂ€re. Letztere kann aber durch Einsatz eines geeigneten Katalysators (beispielsweise eines eisenhaltigen Mischkatalysators) erhöht werden, der in einem Temperaturbereich von ca. 400 - 500°C seine grĂ¶ĂŸte Wirksamkeit entfaltet.

Dennoch erhÀlt man selbst bei genauer Einhaltung dieser Reaktionsbedingungen lediglich eine maximale Ausbeute von ca. 18% Ammoniak.


Schöne GrĂŒĂŸe :).

vor von 22 k

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