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Gleichgewichtskonstante Kp
 
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Tjamke



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 53

BeitragVerfasst am: 26. Jan 2011 15:14    Titel: Gleichgewichtskonstante Kp Antworten mit Zitat

Hallo,

wir haben eine Rechnung bekommen, bei der wir Kp ausrechnen sollen. Das Problem, unser Lehrer weiß irgendwie selbst
nicht genau, was die soll und wie man sie berechnet. Könnt ihr mir helfen?

Geg. Formeln




Aufgabe: Bei der Bildung von Schwefeltrioxid nach der Gleichgewichtsreaktion:

wurden bei 600°C die folgenden Partialdrücke ermittelt:
p(SO2)=10,0mbar, p(O2)=900mbar, p(SO3)=95mbar.
Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstanten Kp und Kc!

Lösung:




Berechnet wie oben:




Nach dem MGW:



--> geht das mit den Einheiten überhaupt so?

Berechnen von Kp:

Problem: Es ist nicht wirklich klar, was bei delta n eingesetzt werden soll (p oder c)? Wobei p logischer wäre...
schließlich müssen die Drücke ja irgendwo auftauchen.

Wenn ich das aber so in einsetze kommt bei Kp = 0 raus!

Was machen wir falsch? Ich hab echt keine Ahnung, wo ich hier auf dem Schlauch steh (was meistens nämlich mein Problem ist!)

Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand helfen könnte!

lg tjamke


Zuletzt bearbeitet von Tjamke am 27. Jan 2011 21:40, insgesamt einmal bearbeitet
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11014
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 26. Jan 2011 23:58    Titel: Antworten mit Zitat

was soll Kp/ Kc

man ist bei den meisten reaktionen gewohnt, dass bei aufstellung des MGW die benutzung von "konzentration" das normal-vorgehen ist (z.b. bei reaktionen in loesung usw.):

Reaktion
aA + bB --> cC + dD

MWG:
K = [C]c * [D]d / [A]a * [B ]b

moechte man nun extra noch betonen dass die komponenten hier in "konzentration" angegeben sind, kann man das K der klarheit halber entsprechend indizieren:
Kc = [C]c * [D]d / [A]a * [B ]b


hat man reaktionen in der gasphase, so ist es hingegen of bequemer nicht die konzentration der gase im gasraum, sondern ihren partialdruck im MWG zu benutzen. rechnet man also c--> p um, so bekommt man ein druckbezogenes MWG, dessen konstante mit Kp bezeichnet wird:
Kp = [p(C)]c * [p(D)]d / [p(A)]a * [p(B)]b

wichtig ist diese unterscheidung, da man sowohl einen anderen zahlenwert fuer K wie auch eine andere dimension erhaelt. [sofern delta n ungleich null, denn sonst ist ja Kp = Kc wg. (RT)0 = 1 ]

woher kommt der formelsalat
ausgangspunkt ist die allgemeine gasgleichung p*V = n*R*T
--> p = n/V * RT
--> p = c * RT ( c in der dimension "mol/volumen" , nicht in "g/l" oder sowas!)

ferner: du stellst zu der reaktion
aA + bB --> cC + dD
das konzentrationsbezogene MWG auf:
(a) Kc = [C]c * [D]d / [A]a * [B ]b

dann stellst du den obigen ausdruck um
p = c * RT --> c = p/RT

und setzt das ein.
(b) Kc = [p/RT(C)]c * [p/RT(D)]d / [p/RT(A)]a * [p/RT(B)]b
wie du siehst unterscheidet sich der so gewonnene ausdruck vom frueher gewonnenen ausdruck fuer Kp
(c) Kp = [p(C)]c * [p(D)]d / [p(A)]a * [p(B)]b
nach einigem wegkuerzen incl. der dimensionen nur um den faktor [1/RT]x (bzw. [RT]-x ), sofern eben (c+d) -(a+b) ungleich null ist:
Kp = Kc * (RT)x


was solltet ihr eigentlich aufgabenmaessig gemacht haben?

dass euer lehrer da keinen plan hat ist, so wie es angegangen worden ist, irgendwie offenkundig.
gedacht war, nicht mit der verkrampften berechnung von Kc zu beginnen, sondern mit der entspannten von Kp:

Kp = [p(SO3)]² / p(O2) * [p(SO2)]²
zahlenwerte einsetzen, fertig

dann: entsprechend des allg. schemas ist hier bei
2 SO2 + 1 O2 --> 2 SO3
a=2, b=1 , c=2 und d=0
somit ist delta n = -1

und wenn man das dann in
Kc = Kp / (RT)-1 einsetzt...


feddisch

--> der eigentliche sinn der aufgabe war es also zu zeigen, dass ihr das, was ihr da trotzdem gerechnet habt, eigentlich gar nicht haettet zu rechnen brauchen


allet etwas klarer?

gruss

ingo

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Zuletzt bearbeitet von magician4 am 27. Jan 2011 12:41, insgesamt einmal bearbeitet
Tjamke



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 53

BeitragVerfasst am: 27. Jan 2011 09:13    Titel: Antworten mit Zitat

Danke schön!!!!!! :-)

Ich glaub unser "Fehler" war nur, dass wir nicht wussten das:
Kp = [p(C)]c * [p(D)]d / [p(A)]a * [p(B)]b
gilt und dass bei delta n die Stoffmengen der allgem. Reaktionsgleichung (aA+bB-->cC+dD) gemeint waren.
Aber jetzt ist es natürlich logisch, erst Kp auszurechnen und dann Kc. Wir wussten einfach nur nicht wie man sonst noch auf Kp kommen kann.

Danke nochmals, auch von allen anderen!

lg tjamke
Tjamke



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 53

BeitragVerfasst am: 27. Jan 2011 14:33    Titel: Antworten mit Zitat

Nur noch mal als Kontrolle: Stimmen meine Ergebnisse? Die kommen mir so hoch vor...aber ich hab auch keine Ahnung von K's bei Gasreaktionen

Kp=100,28bar
Kc=7278,28mol/L

lg tjamke
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11014
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 27. Jan 2011 15:06    Titel: Antworten mit Zitat

yep, ich komme zu den gleichen werten

und: werte koennen bei den K's extrem streuen, nicht nur bei gasreaktionen, insbesondere wenn - wie hier - dann auch noch unterschiedliche potenzierungen zum tragen kommen

insofern kann man auch nicht sagen "ungewoehnlich hoch/niedrig"

gruss

ingo

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Tjamke



Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 53

BeitragVerfasst am: 27. Jan 2011 21:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ah ok, dass wusst ich auch noch nicht. Vielen Danke nochmal, auch fürs nachrechnen! :-)

lg tjamke
SaPass



Anmeldungsdatum: 18.11.2009
Beiträge: 1736

BeitragVerfasst am: 04. Feb 2011 16:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte den Thread mal wieder aufleben lassen, da ich nun einige Fragen zum Thema habe: Es geht um Kp, Kc und Kx
Du sagtest ja schon:
Kp=Kc*(RT)Δn
Wobei Δn=Summe der Stöchiometriekoeffizienten

Stimmt folgendes?:
Kx=Kp*pΔn
(p=Gesamtdruck)
lnKx=-ΔRG/(RT)
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11014
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 04. Feb 2011 16:59    Titel: Antworten mit Zitat

vorneweg: was soll das "x" im index bedeuten? bin da etwas ratlos..
Zitat:
Stimmt folgendes?:
Kx=Kp*pΔn
(p=Gesamtdruck)

sowas stimmt nur ausnahmsweise, naemlich genau dann wenn V/n=1 l/mol ist... und kx mit kc identisch

Zitat:
lnKx=-ΔRG/(RT)


ohne den index x ... ist das ganz normal eine andere schreibweise von
k= e[-ΔRG/(RT)] , was in allen gleichgewichten gilt, wie es sich halt aus der herleitung der gleichgewichtskonstante aus der bolzmann-verteilung so ergibt.
http://www.chem.yale.edu/~chem125/125/kinetics/Boltzmann/boltzmann.htm

gruss
ingo

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SaPass



Anmeldungsdatum: 18.11.2009
Beiträge: 1736

BeitragVerfasst am: 04. Feb 2011 19:10    Titel: Antworten mit Zitat

Das x im Index bedeutet, dass es sich um den Molenbruch handelt.

Und somit steht als Frage im Raum:
lnKx=-ΔRG/(RT)?

Zitat:
Zitat:
Stimmt folgendes?:
Kx=Kp*pΔn
(p=Gesamtdruck)

sowas stimmt nur ausnahmsweise, naemlich genau dann wenn V/n=1 l/mol ist... und kx mit kc identisch

Verstehe ich nicht.
Ich sagte bereits: Δn = Summe der Stöchiometriekoeffizienten

Den Link schaue ich mir später an, da schreibe ich aktuell mal nichts dazu.
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11014
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 04. Feb 2011 20:12    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Das x im Index bedeutet, dass es sich um den Molenbruch handelt.


hmm... wenn ichs grad recht ueberblicke gilt dann ja, dass kc und kx bis auf den faktor (1/c ges.)Δn identisch sind. da c ges. aber
(n/V )ges. ist, gilt wegen p*V = n*R*T --> p* V/n = RT ...
...faktorenvergleich...


--> yep, Kx=Kp*pΔn gilt dann allgemein

andererseits:
kp=Kc*(RT)Δn
mithin
Kx = Kc*(RT)Δn*pΔn = Kc*(RTp)Δn

da aber lnKc=-ΔRG/(RT) ist, folgt mithin dass gilt

ln kx =-ΔRG/(RT) + Δn*ln (RTp)

so, ich hoff ich hab mich da net grob verdaddelt, aber so in etwa sollte der unterschied ausfallen

gruss

ingo

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Zuletzt bearbeitet von magician4 am 05. Feb 2011 11:36, insgesamt einmal bearbeitet
SaPass



Anmeldungsdatum: 18.11.2009
Beiträge: 1736

BeitragVerfasst am: 04. Feb 2011 21:02    Titel: Antworten mit Zitat

Soweit habe ich es dann verstanden, vielen Dank.
Aber eine Frage bleibt noch:
Kann ich ln Kx=-ΔRG/(RT) bei Gasphasenreakionen nutzen?
Beispiel: NH3-Synthese aus den Elementen:
Wenn dort beispielsweise nur Standardbildungsenthalpie des Ammoniak und die Entropieänderung der Reaktion gegeben ist (und ich somit ΔRG berechnen kann), welche Gleichgewichtskonstante berechne ich denn nun mit der oben genannten Formel? Oder ist in dem Fall einfach nur Kc=Kx und ich kann Kp über Kp=Kc/(RT)² berechnen?
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11014
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 04. Feb 2011 21:19    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Aber eine Frage bleibt noch:
Kann ich ln Kx=-ΔRG/(RT) bei Gasphasenreakionen nutzen?

meinen ueberlegungen nach ist da anderslautend ln kx =-ΔRG/(RT) + Δn*ln (RTp) anzusetzen!

des weiteren: sofern du das net um die genanntemn sachen ergaenzt, kommst du eben mit e[-ΔRG/(RT)] nur auf kc , alles andere musst du bereits im ansatz (wie gezeigt) ergaenzen oder spaeter umrechnen
(kc --> kp, kx ), also wie von dir vorgeschlagen

gruss

ingo

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SaPass



Anmeldungsdatum: 18.11.2009
Beiträge: 1736

BeitragVerfasst am: 05. Feb 2011 10:18    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, vielen Dank.
15punkte



Anmeldungsdatum: 01.10.2017
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 01. Okt 2017 11:46    Titel: Unstimmigkeit/Frage zu den Ergebnissen Antworten mit Zitat

Ich habe mich mit dem ersten Beiträgen beschäftigt (Zersetzung von Schwefeltrioxid und Berechnung von Kp und Kc und komme bei Kc auf den wert 72598056750 wenn ich bei druck die einheit Pa benutze und auf den wert 725980,5675 wenn ich bei bar als Einheit bleibe. Da ihr beide einen anderen Wert habt, würde ich gerne wissen, welche einheiten ihr verwendet habt und wie ihr darauf kommt.
Lg
15Pkt smile
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11014
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 01. Okt 2017 18:26    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
(...)würde ich gerne wissen, welche einheiten ihr verwendet habt und wie ihr darauf kommt.

gern:


moechte ich das Kp in "pro bar" ausdruecken, so sind zunaechst die gegebenen partialdruecke auf diese einheit umzurechnen, und sodann in den normumsatzgemaessen MWG-formalismus einzupflegen


gegeben:

ppartial(O2) = 900 mbar = 0,9 bar

ppartial(SO2) = 10 mbar = 0,01 bar

ppartial(SO3) = 95 mbar = 0,095 bar

zu betrachtender formelumsatz:



zugehoeriges MWG in der partialdruck-form:



eingepflegt:




hilft das weiter?


gruss

Ingo

_________________
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15punkte



Anmeldungsdatum: 01.10.2017
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 02. Okt 2017 09:24    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die schnelle Hilfe Thumbs up!
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