Umsetzung von P4O10 mit PCl5 zu POCl3?

Bei der Umsetzung von P4O10 mit PCl5 entsteht POCl3 als einziges Produkt .

Wie viel Gramm PCl5 braucht man, um 12g POCl3 herzustellen ?

hat jemand einen Ansatz?

DANKE

Answer 1

[Picus48]

A und O bei diesen Rechnungen ist das Aufstellen der Reaktionsgleichung, da man aus den stöchiometrischen Faktoren und Indizes ersehen kann, welche Stoffmengen (in mol) miteinander reagieren. Man erhält dadurch die richtigen relativen Stoffmengenverhältnisse, zunächst ohne die tatsächlichen absoluten Massen.

Gegeben ist:

PCl₅ + P₄O₁₀ ↔ POCl₃ (1)

Da POCl₃ als einziges Produkt entsteht, müssen wir nun nur noch die richtigen stöchiometrischen Faktoren finden, damit die Gleichung aufgeht, denn so, wie sie da bei (1) steht, kann sie nicht stimmen, da rechts und links vom Reaktionspfeil die Stoffmengen völlig unterschiedlich sind. Wir fangen einfach mal willkütlich an, die Bilanz für das Chlor zu korrigieren. Links 5 Cl, rechts 3 Cl. Deshalb multipizieren wir links mit dem Faktor 3 und rechts mit dem Faktor 5. Dann sieht Gl. (1) schon mal so aus:

3 PCl₅ + P₄O₁₀ ↔ 5 POCl₃ (2)

Wir sehen, wir haben das kleinste gemeinsame Vielfache von 3 und 5 in Form von 15 Cl rechts und links. Soweit stimmt die Bilanz schon mal. Nun schauen wir nach der Bilanz von Phosphor. Da haben wir in Gl. (2) links 7 P stehen und rechts nur 5. Das regeln wir geschickterweise über die Anpassung von P₄O₁₀ , denn wenn wir am PCl₅ drehen, vermasseln wir uns sofort die Cl-Bilanz mit. Wenn wir also anstelle von 4 P im P₄O₁₀ nur 2 P davon nehmen, stimmt die P-Bilanz.

3 PCl₅ + 1/2 P₄O₁₀ ↔ 5 POCl₃ (3)

Jetzt stimmt auch die P-Bilanz. Bleibt noch die Betrachtung der Sauerstoffportionen. Da haben wir in Gl. (3) links 5 O und, oh Wunder, rechts auch. Damit ist Gl. 3 nun diejenige, die uns die richtigen Stoffmengenproportionen für die Reaktion beschreibt. Wenn man sich an dem Bruch von 1/2 stört, kann man die Gleichung mit dem Faktor 2 erweitern. Die Proportionen bleiben dabei dieselben:

6 PCl₅ + P₄O₁₀ ↔ 10 POCl₃ (4)

Jetzt geht es darum die Massen der beteiligten Reaktionspartner zu bestimmen. Gegeben ist für POCl₃ die Masse m = 12 g. Über die Beziehung n = m/M rechnen wir die zugehörige Stoffmenge (in mol) um. M = 153,33 g/mol (Wiki) ==>

n = 12 g/(155,33 mol/g) = 0,0783 mol

Nun sehen wir aus Gl. (4), dass für 10 mol POCl₃ genau 6 mol PCl₅ gebraucht werden. Daraus folgt:

n(PCl₅) = 6/10 n(POCl₃ )

Also 6/10 * 0,0783 mol PCl₅

Diese Stoffmenge muss jetzt über die zugehörige molare Masse von PCl₅ in die gesuchte Masse umgerechnet werden.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Answer 2

[Koenigswasser]

Du gehst folgendermaßen vor

1. Reaktionsgleichung aufstellen und ausgleichen. Darin siehst du in welchem zahlenverhältnis die teilchen miteinander reagieren. (Z.b. C + O2 -> CO2 heißt 1 mol C reagiert mit 1 mol O2 zu 1 mol CO2)

2. Du rechnest aus wie viel mol die 12 g POCl3 sind.

3. Aus dem Molverhältnis von 1. kannst du mit dem Ergebnis von 2. bestimmen wie viel mol PCl5 du brauchst, um die mol von 2. zu erhalten.

4. Du rechnest das Ergebnis von 3., also die mol von PCl5, in g um.

Fertig.