Frage zur Ammoniak-Synthese?
Hallo, ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Es sollen die beteiligten Stoffmengen a und b, und die Partialdrücke p1 und p2 zum Anfang der Reaktion berechnet werden.
Angaben: Druck=400bar, Temperatur=400Grad C, Endvolumen=8 Liter.
Stoffmengenverhältnis 1:3
Danke für eure Antworten.
4 Antworten
Zuerst solltest du die Reaktionsgleichung aufstellen.
Aus der Reaktionsgleichung lässt sich das Stoffmengenverhältnis berechnen welches du bereits mit 1:3 gegeben hast.
Die Stoffmenge lässt sich auch als Quotient des Partialdrucks und des Gesamtdrucks ausdrücken.
Um den Zusammenhang zwischen Druck, Temperatur und Volumen auszunutzen empfiehlt sich die Näherung eines Idealen Gases.
Das ist möglicherweise wieder so eine Frage, bei der ein Lehrer bar jeder Sachkenntnis versucht hat, die Rechenaufgabe in eine "praxisnahe" Textaufgabe einzukleiden.
Warum? Weil in dem bei der Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren entstehenden Produkt nach der Reaktion noch immer mehr Wasserstoff und Stickstoff enthalten ist als Ammoniak.
Das ist nämlich eine Gleichgewichtsreaktion, bei der das Gleichgewicht weit auf der Seite der Edukte liegt. Um die Aufgabe lösen zu können, braucht man die Gleichgewichtskonstante.
Falls Ihr gerade das Massenwirkungsgesetz behandelt: Suche die Konstante (bei 400 °C) und stelle die Gleichungen auf. Ist chemisch nicht sonderlich anspruchsvoll, mathematisch eine Fleißarbeit und für Schüler vermutlich nur näherungsweise zu lösen, da der Wasserstoff-Partialdruck in der dritten Potenz in die Gleichung eingeht.
Falls Ihr gerade die Gasgesetze behandelt: Ignorieet alle Realität und tue so, als ob die Reaktion quantitativ ablaufe. Als erstes: Rechne die 8 l Ammoniak um in Mol. Dann überlege, welche Stoffe in welcher Menge vor der Reaktion da gewesen sein müssen, damit sie diese Stoffmenge Ammoniak bilden können.
Hallo Anwesende,
und aus welchen Angaben willst Du das errechnen? Ich sehe da nur das Endvolumen von 8 l, also das Volumen des Produkts. Bestehend aus wenig NH3 und viel unumgesetztem Ausgangsmaterial.
Stelle die Reaktionsgleichung auf.
Die Teilchenzahlen entsprechen den Stoffmengenverhältnissen. Da die Reaktion am Anfang ist, gibt es noch keine Produkte.
Bei Gasen gilt Avogadro, d.h. Stoffmenge ist proportional Volumen. Um auf die Stoffmengen zu kommen musst du das Ammoniakvolumen (8 L) in Stoffmenge umrechnen. Aus der Reaktionsgleichung kannst du sehen was die Stöchiometrischen Faktoren dann als Stoffmenge bedeuten.
Mit der Gasgleichung muss man das molare Volumen von Normaltemperatur auf 400 °C umrechnen.
> das Ammoniakvolumen (8 L)
In den 8 l Endvolumen befindet sich aber - siehe Haber-Bosch-Verfahren - mehr unumgesetztes Ausgangsmaterial als Endprodukt.
Bei der gegebenen Aufgabenstellung kann man es aber auch als Anteil des Ammoniaks im Produkt auffassen.
Witzigerweise kam ich damit in der mündlichen Chemieprüfung dran und baute eine Eins, obwohl ich vorher in der Prüfungsvorbereitung fehlte. Aber ich hatte im Unterricht aufgepasst. Das ist jetzt 35 Jahre her...
Hallo Tom,
lies mal die Aufgabenstellung durch: "..... Es sollen .......zum Anfang der Reaktion berechnet werden".
Dafür braucht man nur Gasgleichung und Dalton und höchstens 5 Minuten.
m.f.G.
anwesende