| Autor |
Nachricht |
Jack-3D
Anmeldungsdatum: 28.10.2011
Beiträge: 172
|
 Verfasst am: 04. Jan 2012 11:34 Titel: Massenwirkungsgesetz aufstellen |
 |
|
die frage:
zur herstellung von methansäuremethylester werden methansäure, c = 12,8 mol/l, methanol c = 12,8 mol/l sowie 5 ml konzentrierte schwefelsäure gemischt. die gleichgewichtskonzentration des esters beträgt 6,2 mol/l.
..also erst mal ich hab ein generelles problem bei solchen fragen überhaupt durchzublicken.
..uns wurde das nicht richtig erklärt und wir schreiben bald eine klausur, hab mich auch schon in foren schlau gemacht, aber nicht wirklich etwas verstanden.
also erst mal versuch ich mal die werte zu sortieren:
anfangskonzentrationen:
12,8 mol/l (S)
12,8 mol/l (A)
gleichgewichtskonzentration:
6,2 mol/l (E)
die angabe 5 ml schwefelsäure müsste unwichtig sein (?)
weiter im text (jetzt würde ich aus den 12,8 mol/l einfach die 6,2 mol/l abziehen):
c (E) = 6,2 mol/l
c (A) = 12,8 mol/l - 6,2 mol/l = 6,6 mol/l
c (S) = 12,8 mol/l - x
c (H2O) = 6,6 mol/l (hier bin ich mir unsicher)
jetzt das MWG:
K = c(E) * c(H2O) / c(A) * c(S)
K = 6,2 mol/l * 6,6mol/l / 6,6 mol/l * (12,8 mol/l - x)
...bevor ich hier weiter mache, ich fühle irgendwie, dass dort ein fehler ist.. ich brauch hilfe.
 |
|
 |
magician4
Moderator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 5837
Wohnort: Hamburg
|
| Verfasst am: 04. Jan 2012 18:48 Titel: |
|
|
von der grundidee dessen was du machen sollst her bist du ziemlich gut auf dem richtigen weg, hast nen plan wie du zu einer loesung kommst, unterscheidest sauber + berechnest richtig wie du von ausgangskonzentrationen (c0) zu den gleichgewichtskonzentrationen kommst usw,
--> schon ziemlich perfekt
auch zu sehen dass du die schwefelsaeure wohl vernachlaessigen sollst ist korrekt
soweit also alles allererste sahne
wo du gedanklich noch ein wenig den wald vor lauter baeumen nicht siehst ist bei der konzentration der saeure: genau wie du korrekt bei dem alkohol argumentierst + rechnest, muss ja auch diese 1:1 pro entstehendem ester verbraucht werden
und wo du (wie du ja selbst auch schreibst) ebenfalls probleme hast ist bei der berechnung von c(wasser) :
hier gilt nun aber das gegenteil dessen was fuer saeure, alkohol gilt: pro entstehendem ester muss ja genau ein wasser ebenfalls mitentstehen, daher c(wasser) = c (ester) (wenn du von null wasser gestartet bist)
was man, mit anderen worten, von dir wohl sehen will, ist folgender ansatz:
 \cdot c(Wasser)}{c(Saeure) \cdot c(Alkohol)} =\frac {c(Ester) \cdot [c(Wasser) = c(Ester)]}{[c_0(Saeure) - c(Ester) ] \cdot [c_0(Alkohol)-c(Ester) ]} )
... und ich hoffe das hilft dir jetzt erstmal weiter?
gruss
ingo
P.S.: in der aufgabe stecken seites deines lehrers der sich die gestrickt hat einige mutige annahmen drin, z.b. dass die dichte der suppe sich durch die reaktion nicht veraendert usw., sodass du dn = dc argumentieren und rechnen kannst, was sicherlich bei lichte betrachtet ueberaus disputabel ist
aber das soll grad mal nicht dein problem sein
_________________
ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek! |
|
|
Jack-3D
Anmeldungsdatum: 28.10.2011
Beiträge: 172
|
| Verfasst am: 04. Jan 2012 23:46 Titel: |
|
|
ok die formel:
| magician4 hat Folgendes geschrieben: | |
eingesetzt:
K = 0,88
das muss erst mal verdaut werden..
| Zitat: | P.S.: in der aufgabe stecken seites deines lehrers der sich die gestrickt hat einige mutige annahmen drin, z.b. dass die dichte der suppe sich durch die reaktion nicht veraendert usw., sodass du dn = dc argumentieren und rechnen kannst, was sicherlich bei lichte betrachtet ueberaus disputabel ist
aber das soll grad mal nicht dein problem sein |
okay, aber woran erkennst du das?
nachträglich: diese reaktion wird in der siedehitze durchgeführt, vergleichen sie mit dem prinzip von le chatelier und begründen sie die vorgehensweise..
..also laut le chatelier verschiebt sich das gleichgewicht (ist ja schwach exotherm) nach links, aber man benutzt eine höhe temperatur um die reaktion zu beschleunigen, damit sich (schneller) ein gleichgewicht bildet.
soweit okay? |
|
|
magician4
Moderator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 5837
Wohnort: Hamburg
|
| Verfasst am: 05. Jan 2012 18:57 Titel: |
|
|
| Zitat: | | okay, aber woran erkennst du das? |
da in dem ausdruck fuer das MWG sich alle konzentrationen wegkuerzen (wg. c = n/V) wirkt es zunaechst so, als sei es in der tat komplett banane ob du in der n oder der c domaene rechnest: der unterschied kuerzt sich ja weg
nun hab ich aber schonmal sowas in real gesehen, und weiss: V(anfang)  V(gleichgewicht)
die c in dem term beziehen sich jedoch auf V(gleichgewicht), wohingegen sich die c0 auf V(anfang) beziehen, was so seine konzequenzen hat :
so ist zwar n(schwefelsaeure, anfang) = n(schwefelsaeure, gleichgewicht) [das zeug ist ja nur katalysator], aber wegen V(anfang) ungleich V(gleichgewicht) ist c(anfang) = n(anfang)/V(anfang)  c(gleichgewicht) = n( gleichgewicht ) / V(gleichgewicht)
d.h. konkret:
es gilt zwar nGG (alkohol, saeure) = n0(saeure, alkohol) - nGG (ester), jedoch nicht cGG (alkohol, saeure) = c0(saeure, alkohol) - cGG (ester)
der unterschied der volumina anfang, GG kann gerne mal ~ 20% betragen, wodurch die einzelkonzentrationen sich dann entsprechend veraendern, was sich im MWG ja potenziert, wodurch dein (sodann verkehrt) berechnetes K gerne mal um den faltor ~ 2 daneben liegen kann ( 0.8² = 0.64 = ~ 0.5)
| Zitat: | | ..also laut le chatelier verschiebt sich das gleichgewicht (ist ja schwach exotherm) nach links, |
woher hast du die info dass diese reaktion schwach exotherm ist?
und ansonsten: ja, energiezufuhr verschiebt ein bereits eingestelltes gleichgewicht zugunsten derjenigen seite, in welcher die energiereichere system-zusammensetzung repraesentiert ist
du hast in der vorliegenden aufgabenstellung eingangs jedoch kein bereits eingestelltes gleichgewicht, sondern (nur saeure, alkohol, kat) ein ungleichgewicht (sowohl stofflich wie auch thermodynamisch)
--> eine saubere argumentation waere, dass die stoffliche ausgangs-zusammensetzung einem ungleichgewicht entspricht, und das system dann seinem gleichgewicht entgegenstrebt, indem es stoffumsaetze taetigt bis es seinen gleichgewichtszustnd erreicht hat (welcher natuerlkich eine funktion der temperatur ist, und bei einer anderen temperatur anderswo liegen koennte)
| Zitat: | | (...) man benutzt eine höhe temperatur um die reaktion zu beschleunigen, damit sich (schneller) ein gleichgewicht bildet. |
das ist in jedem falle korrekt
gruss
ingo
_________________
ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek! |
|
|
Jack-3D
Anmeldungsdatum: 28.10.2011
Beiträge: 172
|
| Verfasst am: 06. Jan 2012 00:39 Titel: |
|
|
| magician4 hat Folgendes geschrieben: | d.h. konkret:
es gilt zwar nGG (alkohol, saeure) = n0(saeure, alkohol) - nGG (ester), jedoch nicht cGG (alkohol, saeure) = c0(saeure, alkohol) - cGG (ester)
der unterschied der volumina anfang, GG kann gerne mal ~ 20% betragen, wodurch die einzelkonzentrationen sich dann entsprechend veraendern, was sich im MWG ja potenziert, wodurch dein (sodann verkehrt) berechnetes K gerne mal um den faltor ~ 2 daneben liegen kann ( 0.8² = 0.64 = ~ 0.5) |
kann ich trotzdem damit rechnen?
| Zitat: |
woher hast du die info dass diese reaktion schwach exotherm ist? |
stand in aufgabenteil c), "die reaktion ist schwach exotherm... "
| Zitat: | | --> eine saubere argumentation waere, dass die stoffliche ausgangs-zusammensetzung einem ungleichgewicht entspricht, und das system dann seinem gleichgewicht entgegenstrebt, indem es stoffumsaetze taetigt bis es seinen gleichgewichtszustnd erreicht hat (welcher natuerlkich eine funktion der temperatur ist,und bei einer anderen temperatur anderswo liegen koennte) |
das letzte hab ich nicht ganz verstanden
nachträglich: bin mir nicht ganz sicher ob ichs verstanden hab, ich zeig dir mal wie ich eine andere aufgabe berechnet hab:
0,074 mol PCl5 wurden in ein 1-L-Gefäß eingebracht. Gleichgewichtskonzentration PCl3 = 0,050 mol/l.
RG: 
(Gleichgewichtspfeil natürlich)
jetzt würde ich das so machen:
* c(Cl_{2})}{c(PCl_{5})})
* [c(Cl_{2})= c(PCl_{3})]}{[c(PCl_{5}) - c(PCl_{3})]} = \frac{c^{2}(PCl_{3})}{[c(PCl_{5}) - c(PCl_{3})]} \approx 0,1 )
so okay? |
|
|
magician4
Moderator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 5837
Wohnort: Hamburg
|
| Verfasst am: 06. Jan 2012 10:45 Titel: |
|
|
| Zitat: |
kann ich trotzdem damit rechnen? |
du kannst nicht nur, sondern du musst wahrscheinlich, denn es wird von dir so erwartet
| Zitat: |
das letzte hab ich nicht ganz verstanden |
das wird jetzt etwas physikochemisch...
fuer jede chemische reaktion kannst du ihre Gibbs-Energie  berechnen
http://de.wikipedia.org/wiki/Gibbs-Energie
(fasse diese energie vereinfacht als "energie die durch den reaktionsablauf edukte --> produkte" vom system gewonnen wird" auf )
unter normbedingungen hat jede reaktion ihr eigenes , quasi eine kennziffer dieser reaktion, und eine konstante
zwischen der gleichgewichtskonstanten K welche charakterisiert bis wohin eine gegebene chemische reaktion lauft, und dieser groesse besteht nun folgender zusammenhang (herleitung siehe obiger link):
.. und wenn du dir diesen term mal etwas in ruhe anguckst, stellst du fest, dass dies bedeutet, dass bei temperaturveraenderungen sich K ebenfalls aendert, und zwar exponentiell
(je nach vorzeichen von delta G schrumpft es , oder waechst...aber immer exponentiell)
[das ist heavy stuff fuer chemie-newbies, ich weiss... aber du hast nach dem "warum" gefragt, und leider gibt es keine einfachere antwort.
und nein, ich glaub nicht dass man auf schulniveau von dir sowas erwartet]
| Zitat: | | nachträglich: (...) |
du hast das schema nach dem so eine aufgabe zu loesen waere perfekt verstanden, und kommst auch zum richtigen ergebnis (innerhalb dieses schemas)
und wahrscheinlich erwartet dein lehrer auch genau dieses, wiedereinmal, und aus seiner sicht ist dein ergebnis vermutlich perfekt und richtig.
das dumme ist jetzt: die aufgabenstellung ist wiedereinmal von jeder sachkenntnis voellig ungetruebt (wofuer du wiederum nichts kannst):
(a) PCl5 ist ein feststoff. er hat bei normaldruck keinen schmelzpunkt, sondern nur einen zersetzungspunkt, und unzersetzt verdampfen kannst du ihn schonmal gar nicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphorpentachlorid
feststoffe werden im MWG konventionsgemaess mit einer aktivitaet a=1 veranschlagt --> PCl5 tritt in jeder sinnvollen formulierung des MWG also gar nicht in erscheiniung
(b) PCl3 ist bei normaldruck eine fluessigkeit vom siedepunkt 76°C --> du kannst dazu ohne kenntnis der temperatur (und ggf. des dampfdrucks von PCl3 bei dieser temperatur) ueberhaupt nicht sagen, welchen partialdruck du da im gasraum dazu hast
insbesondere gilt NICHT automatisch c (PCl3) = c (Cl2)
das ganze wird noch dadurch wesentlich feinherber, dass du ja mal so uebern dicken daumen betrachtet 0.1 mol gasvolumen annehmen sollst, was schon bei raumtemperatur in einen 1-l kolben eingesperrt nen druck von 2.5 bar ergibt, was wiederum den siedepunkt des PCl3 gewaltig in die hoehe getrieben hat bis es dann soweit mal ist usw...
... aber das will der aufgabenstellende Leerkoerper wohl mal wieder bestimmt alles nicht wissen
* grummel....
gruss
ingo
_________________
ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek! |
|
|
Jack-3D
Anmeldungsdatum: 28.10.2011
Beiträge: 172
|
| Verfasst am: 07. Jan 2012 15:13 Titel: |
|
|
| magician4 hat Folgendes geschrieben: |
du kannst nicht nur, sondern du musst wahrscheinlich, denn es wird von dir so erwartet |
oh okay
| Zitat: | das wird jetzt etwas physikochemisch...
fuer jede chemische reaktion kannst du ihre Gibbs-Energie berechnen
http://de.wikipedia.org/wiki/Gibbs-Energie
(fasse diese energie vereinfacht als "energie die durch den reaktionsablauf edukte --> produkte" vom system gewonnen wird" auf )
unter normbedingungen hat jede reaktion ihr eigenes , quasi eine kennziffer dieser reaktion, und eine konstante |
um ehrlich zu sein werd ich mir das noch ein paar 20 male durchlesen müssen bis ichs kapiert hab
| Zitat: | ... aber das will der aufgabenstellende Leerkoerper wohl mal wieder bestimmt alles nicht wissen
* grummel.... |
wie die aufgabe ist ohne sachkentnisse? das schockt mich gerade, also unser lehrer hat uns die aufgaben aus dem mortimer kopiert (8.auflage)..
und auf dem blatt steht PCl5 ist gasförmig.. |
|
|
magician4
Moderator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 5837
Wohnort: Hamburg
|
| Verfasst am: 07. Jan 2012 16:35 Titel: |
|
|
| Zitat: | | (...) hat uns die aufgaben aus dem mortimer kopiert (8.auflage).. |
das schockt mich jetzt grade...
wenn du nun gesagt haettest "Christen" oder sowas, das waere net weiter ueberraschend gewesen, aber der Morti...
aber egal
nein, PCl5 ist nicht gasfoermig, sondern bei normaldruck und raumtemperatur ein (theoretisch) weisser (praktisch jedoch meist leicht gelblicher) feststoff.
um den zu schmelzen (~ 148°C) musst du schon reichlich druck aufbringen (also unter mehreren bar chlorgas -atmosphaere arbeiten), sonst zersetzt der sich bevor er schmilzt
und PCl3, also eines der zersetzungsprodukte ist halt eine fluessigkeit, wie bereits gesagt, unter normalbedingungen.
...und zwar egal was im Mortimer angeblich dazu steht: guck in den HoWi, der ist auf jeden fall insoweit amtlich.
oder glaub sonst einfach mir persoenlich, denn ich hab schon mit dem zeug gearbeitet, mehrfach.
die nummer mit "gasfoermig" gilt hingegen fuer das entsprechende fluorid -system PF5 , PF3 und F2
gruss
ingo
_________________
ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek! |
|
|
Jack-3D
Anmeldungsdatum: 28.10.2011
Beiträge: 172
|
| Verfasst am: 08. Jan 2012 10:06 Titel: |
|
|
| magician4 hat Folgendes geschrieben: | | das schockt mich jetzt grade... |
vllt ist das meine schuld, so ist die original-aufgabe:
16.11 0,074 mol PCB5 (g) wurden in ein 1-L-Gefäß eingebracht.
Nachdem sich bei einer bestimmten Temperatur
das Gleichgewicht
PCB5 (g) PCB3 (g) + CB2 (g)
eingestellt hat, ist c (PCB3) = 0,050 mol/L.
a) Welche sind die Gleichgewichtskonzentrationen von
CB2 (g) und PCB5 (g)?
b) Wie groß ist Kc?
..da steht bei einer "bestimmten" Temperatur. |
|
|
magician4
Moderator
Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 5837
Wohnort: Hamburg
|
| Verfasst am: 08. Jan 2012 19:45 Titel: |
|
|
wenn da in der ORIGINALAUFGABE bereits "PCB5" steht, erweckt bereits das nicht wirklich ein tieferes vertrauen bei mir dass diese aufgabe sorgfaeltig gestrickt sein koennte
und, wie gesagt, PCl5 (g) ist m.w.n. unter allen druck/temperatur-rahmenbedingungen inexistent: eine gasfoermige modifikation gibts im gesamten phasendiagramm von dem zeug nicht, und selbst um das nur zu schmelzen ohne dass es sich zersetzt musst du megamaessigen aufwand treiben.
aber ich lass mich da gerne eines besseren belehren, fuehle mich jedoch fuer jede diskussion erstmal gut geruestet:
http://www.springerlink.com/content/c32rj61218104127/
"unter einer bestimmten temperatur" allein, also ohne druckangabe, erlaubt auch keinen rueckschluss auf den / die phasen in denen PCl3 unter diesen bedingungen grad rumlungert: da muesste man sich schon auf die indizierung "(g)" verlassen
nimmt man diese als gegeben, dann ist c(PCl3) = c(Cl2 ) eine statthafte annahme
(wobei bereits dieses stark idealisiert ist, siehe obiger link: tatsaechlich "magert" PCl5 kontinuierlich ueber diverse mischphasen, u.a. auch eine zusammensetzung die man als "PCl4" bezeichnen muesste, auf den endzustand PCl3 an chlor ab )
.. und man kann dann formal natuerlich so rechnen wie du es in deinem ersten posting getan hast
aber da es wie gesagt kein gasfoermiges PCl5 gibt, bleibt das ne rein esoterische aufgabenstellung: wenn phosphorpentachlorid ein gas waere, was es nicht ist, und sich ein solches gleichgewicht einstellte - was es nicht tut, denn der gegenpart zum "gleichgewichten" fehlt - dann koennte man berechnen dass...
aber, wie gesagt, eine solche rechnung ist sodann rein akademisch, und von jedem tatsaechlichen verhalten des zeugs voellig unbelastet
gruss
ingo
_________________
ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek!
Zuletzt bearbeitet von magician4 am 08. Jan 2012 20:00, insgesamt einmal bearbeitet |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
