Ausbeute berechnen?
Ein Kolben mit einem Volumen V = 1 Liter wurde mit 2 mol Stickstoff und 4 mol Wasserstoff gefüllt. Wieviel mol Ammoniak werden daraus gebildet? K = 4
(2x)^2/ ((2-x) * (4-3x)^3)= 4
⇒ x = 1 ⇒2x = 2 mol NH3 wurden gebildet
Um die Ausbeute zu berechnen, muss ich ja die erzeugte Produktmenge durch die Produktmenge bei vollständiger Umsetzung dividieren. Ich weiß allerdings nicht was die Produktmenge bei vollständiger Umsetzung ist.. Ich hätte gedacht, dass Stickstoff der limitierende Faktor ist: 2/2 =1 .. Aber dann würden ja 100% umgesetzt werden. Kann mir jemand helfen?
2 Antworten
> 2 mol NH3 wurden gebildet
Nein. Sie würden gebildet bei vollständiger Umsetzung. Damit hast Du immerhin die 100% für Deine Ausbeute-Berechnung.
Jetzt fehlt nur noch, wieviel tatsächlich gebildet wird. Wie ich schon mal schrieb:
Zur Gleichgewichtskonstante gibt es auch
a) eine Einheit
b) eine Reaktionsgleichung, für die sie gilt.
Anhand b) sollte Dir dann auch Dein vermutlicher Fehler auffallen, dass x mal für Atome und mal für Moleküle steht.
> die 2 mol habe ich von der Lösung
Ja, die stimmen dann wohl - da hatte ich den Fehler gemacht, den ich Dir unterstellt habe, und übersehen, dass für die Bildung von 2 Mol NH3 nur 1 Mol N2 benötigt wird.
Was hast Du denn als x bezeichnet? Die Anzahl verschwundener N2? Ist ungewöhnlich, und hat mich verwirrt, kann man aber so machen.
Zur vollständigen Umsetzung (die 100%):
Da 1 N2 + 3 H2 zu 2 NH3 reagieren, gilt auch
1 Mol N2 + 3 Mol H2 -> 2 Mol NH3
Da Du 4 Mol H2 hast, erweitern wir diese Reaktionsgleichung mit 4/3, und bekommen
4/3 Mol N2 + 4 Mol H2 -> 8/3 Mol NH3
H2 ist der limitierende Faktor, weil nach N2 + 3H2 ->2NH3
für 2mol N2 6mol H2 benötigt würden, um eine stöchiometrische Umsetzung zu erlauben- es sind aber nur 4 mol H2 vorhanden.
Aus 4mol H2 ergäben sich stöchiometrisch 4/3*2 =2.67 mol NH3
der Wirkungsgrad ist also 2/2.67 =0.75 >> 75%
Ach ok danke, das mit dem limitierenden Faktor habe ich verstanden. Aber wieso rechnet man 4/3 *2?? 4 mol stehen ja für die Anzahl an mol die eingesetzt wird und 3 mol sind wie viel für eine Umsetzung gebraucht wird? Und mal zwei weil man 2 mol N2 hat..? Könnten Sie mir vielleicht die Überlegung dahinter erklären? :o
Viel zu kompliziert gedacht :) - das ist einfacher Dreisatz:
Aus der Reaktionsgleichung ergeben 3mol H2 bei kompletter Umsetzung 2mol NH3, also müssen 4mol H2 bei kompletter Umsetzung 4/3 von 2 mol NH3 ergeben....
Ich gebe zu, dass ich es selber nicht ausgerechnet habe (das waren mir zu viele Polynome), aber die 2 mol habe ich von der Lösung...