Massenwirkungsgesetz MWG Chemie Leistungskurs Schule?
Wie viel mol Ethanol müssen zu 9 mol Ethansäure gegeben werden, damit im Gleichgewicht 6 mol Ethanethylester vorliegen? Kc=4,5
Ich weiss nicht was mein Ansatz ist, oder allgemein Kc ??? Kann mir ein Genie das Erklären?
2 Antworten
Hi! :)
Ich weiß, du hast schon eine sehr gute Antwort und es ist schon länger her aber ich würde gerne noch einen Weg zeigen, den du auch bei späteren Berechnungen zum Gleichgewicht und anderen Reaktionen verwenden kannst.
Die Basis ist, dass man eigentlich beim stöchiometrischen Rechnen nicht die Stoffmengen sondern die Umsätze ins gleiche Verhältnis wie die Zahlen vor den Stoffen in der Reaktionsgleichung setzt. Man kann also eigentlich nicht n(Stoff1)=n(Stoff2) sagen oder ähnliches. Das funktioniert nur, wenn entweder vor oder nach der Reaktion die Stoffmenge null ist (z. B. vollständiger Umsatz). Auch hier ist bei den RP die Stoffmenge vorher null (vorher noch nicht da), weshalb es in der anderen Antwort so angenommen werden kann.
Ein Weg der immer klappt ist, eine Tabelle unter der Reaktionsgleichung zu machen mit Anfang, Umsatz, Gleichgewicht. Sie funktioniert sowohl mit den Stoffmengen als auch mit den Konzentrationen, das kann man sich also aussuchen. Hier sind die Stoffmengen gegeben und das Volumen nicht, deshalb muss man die Stoffmengen nehmen.
Man macht also diese Tabelle, und trägt dann die Werte ein die man kennt. Hier kennen wir die Anfangsmenge von Ethansäure (9mol) und den RP (0mol). Außerdem kennen wir das Ende vom Ester mit 6 mol. Das tragen wir ein. Außerdem bezeichnen wir die gesuchte Stoffmenge mit x, also ist die Anfangsmenge von Ethanol x.
Jetzt versuchen wir einfach nach und nach die ganze Tabelle auszufüllen. Als erstes sehen wir beim Ester, dass der Umsatz +6 mol ist (von 0 -> 6). Bei dem Umsatz kann man also + 6 mol eintragen.
Jetzt kommt das Wichtige: die Umsätze haben das gleiche Verhältnis wie die Zahlen vor den Stoffen. Hier reagiert je ein Teilchen, weshalb der Umsatz überall gleich ist. Man kann also bei den Umsätzen überall 6 mol eintragen, bei den RP +6 mol und bei den AS -6 mol.
Jetzt fehlen nur noch die im GG, das sollte logisch sein.
Jetzt den Term für Kc aufstellen. Das solltest du können und da kannst du jetzt immer die Gleichgewichtskonzentrationen einsetzen. Weil es hier genausoviele Ausgangsstoffe wie RP gibt, kann man statt der Konzentrationen auch die Stoffmengen nehmen.
[Umstellen solltest du auch können. Beim Rechnen mit Gleichgewichten kannst du die das Tauschungsgesetz oder Kreuzmultiplizieren bei Brüchen angucken.]
Dann bist du am Ziel. Vielleicht kommt dir der Weg jetzt schwer vor, aber wenn man ein paar mal mit der Tabelle arbeitet wird man schneller beim Ausfüllen. Dann ist die einzige Hürde noch das Umstellen also die Mathematik. Ich würde dir empfehlen, ein paar Aufgaben zum Gleichgewicht damit zu lösen, mir hat das sehr geholfen. Wenn du den Weg gar nicht verstehst dann tut mir das leid :/ Fragen kannst du gerne stellen und da das dein Lk ist gehe ich davon aus dass du solche Berechnungen verstehen willst.
Beispielaufgabe die Mathematisch bisschen schwieriger ist:
5 mol Essigsäure und 3 mol Methanol werden gemischt. Wie groß ist die Ausbeute/Stoffmenge an Ester, wenn die Gleichgewichtskonstante 4 beträgt.
Reaktionsgleichung:
S + A <---> E + W
S = Essigsäure
A = Ethanol
E = Essigsäureethylester
W = Wasser
Ks = 4,5 = n_E * n_W/(n_S * n_A)
Im Gleichgewicht gilt außerdem:
n_E = n_W = 6 mol
n_S = 9 mol - 6 mol = 3 mol
weil von den anfänglichen 9 mol Säure 6 mol zum Ester reagiert haben. Damit wird das MMG zu:
4,5 = 6mol * 6mol/(3 mol * n_A)
n_A = 2,66 mol