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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:18 Mo 25.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
| Aufgabe | Wieviel Mol Monoester entstehen aus 3 mol Alkohol und 1 mol Bernsteinsäure
bei K = 4? |
Hallo,
ich habe hier mal die Reaktionsgleichung aufgestellt,
1mol (Säure) + 3mol (Alkohol) --> x-mol (Ester)
Aber ich weis leider nicht, wie ich jetzt weiterrechnen soll.
Kann mir bitte jemand weiterhelfen?
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Huhuhu,
mittlerweile solltest du diese Problematik alleine lösen können.
Denn in deiner Frage "Gleichgewichtskonstante" ist genau diese Problematik besprochen. Um dir zu helfen wäre es nicht schlecht wenn du selbst eine Lösung / einen Lösungsweg präsentieren könntest um deinen Gedankengang zu rekonstrueiren und dir deinen Fehler aufzuzeigen. Als Student sollte man das allerdings können.
Aber schienbar hast du dich immernoch nicht damit richtig auseinandergesetzt (Thematik: Esterbildung und Gleichgewicht). Wenn du etwas in die Richtung Bio / Chemie studierst wird es vielleicht Zeit.
Aber ich gebe dir mal ein paar Hinweise um dir nochmals das Thema beizubringen:
1. Bei einer Esterbildung entsteht neben dem Ester auch Wasser.
2. Schreibe dir doch mal auf wie sich deine Gleichgewichtskonstante zusammensetzt (Und nicht abschreiben aus der anderen Frage - von ganz hinten hervorkramen).
3. beachte das du eine Dicarbonsäure vorliegen hast die scheinbar nur zu einem Monoester reagiert
4. wenn du diesen Lösungsansatz hast ensteht eine quadratische Gleichung von der nur eine Lösung richtig sein kann (Begründe!)
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:06 Mo 25.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Danke erst einmal,
ich meine ich habe ja mittlerweile eine Lösung aber die kann ich halt nicht ganz nachvollziehen.
Mich verwirrt halt nur, das ich keine Druckangaben oder sonstiges gegeben habe.
[mm] K=\bruch{(0+x)(0+x)}{(1-x)(3-x)}
[/mm]
Und dann erhalte ich ja eine quadratische Gleichung, die mir als eine Lösung das Ergebnis 0,9 mol liefert.
Und ich würde ja sagen, ich kann nur "eine von beiden Lösungen verwenden", weil sich ja der Stoff umsetzt.
Also nur,
[mm] x=-\bruch{p}{2}-\wurzel{(\bruch{p}{2})^{2}-q}
[/mm]
wäre meine "Schlussfolgerung richtig"?
Und ich habe mal dann bitte noch eine Frage, warum muss ich bei der Berechnung von "n" im Nenner (1-x)(3-x) rechnen?
Die "Zahlen" würden doch "Partialdrücke" bedeuten, oder?
Nur ich habe ja keine gegeben.
Das verstehe ich leider nicht.
Kannst du mir das evtl. bitte erklären?
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Hi,
also dein x mit 0,9 scheint richtig zu sein...
also kommt ja annährend an K = 4.
Habe das jetzt selbst nicht nachgerechnet...nur halt schnell mal mit x = 0,9 mol.
> Mich verwirrt halt nur, das ich keine Druckangaben oder
> sonstiges gegeben habe.
Deine Angaben für K müssen nicht zwangsläufig Partialdrücke sein. Denn K ist ja definiert mit Konzentrationen. Denn für die Partialdrücke könntest du auch Konzentrationen der Gase ausrechnen (über Dalton und ähmliches) und dann würdest du wieder Konzentrationen bekommen. Aber da die ganzen umrechnungen sich gegenseitig aufheben kann man auch direkt Partialdrücke einsetzen.
Wie gesagt. Eigentlich ist K über Konzentrationen definiert.
> [mm]K=\bruch{(0+x)(0+x)}{(1-x)(3-x)}[/mm]
Richtiger Lösungsansatz!
> Und ich würde ja sagen, ich kann nur "eine von beiden
> Lösungen verwenden", weil sich ja der Stoff umsetzt.
> Also nur,
>
> [mm]x=-\bruch{p}{2}-\wurzel{(\bruch{p}{2})^{2}-q}[/mm]
>
> wäre meine "Schlussfolgerung richtig"?
Das ist nicht ganz richtig...du musst gucken welche Lösung logisch ist. man kann z.B. niht mehr Stoffmenge verbrauchen als vorhanden ist und so...ich hatte auch schon die Lösungen mit "+" genutzt. Ist halt von der praktischen Seite her zu wählen.
> Und ich habe mal dann bitte noch eine Frage, warum muss ich
> bei der Berechnung von "n" im Nenner (1-x)(3-x) rechnen?
weil K nur für ein Gleichgewicht gilt.
Das heißt du hast nicht mehr deine Anfangskonzentrationen gegeben und demzufolge werden deine Edukte (so wie du es ja auch richtig geschrieben hast mit dem "-"-Zeichen) verbraucht. Und zwar genau so viel wie Ester entsteht....
Gruß
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:42 Mo 25.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Ok, dann stelle ich mal dazu noch eine Frage.
Vielleicht erledigt sich ja dann mein Verständnisproblem ;).
Beispiel Ammoniak mit "Drücken"... (Stickstoff 2bar und Wasserstoff 4bar)
[mm] N_{2}+3H_{2}-->2NH_{3}
[/mm]
[mm] K=\bruch{(0-2x)^{2}}{(2-x)(4-3x)^{3}}
[/mm]
Und jetzt das "aktuelle Beispiel"...
Da habe ich ja die "Stoffmengen gegeben"...
Da hätte ich es eigentlich (was aber falsch)so geschrieben,
[mm] K=\bruch{(1-x)(1-x)}{(3-3x)^{3}(1-x)}
[/mm]
Denn die "x-Werte" sagen doch die "Mole" aus, oder?
Und das verstehe ich dann halt nicht.
Weist du wie ich das jetzt meine?
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Huhuu,
also erstmal habe ich den genauen x-Wert berechnet (weils mich interessiert, wissenschaftlich richtiger ist und ich so ein bissel in Übung bleibe  ) und der beträgt 0,9028...
bei solchen Geschichten ist die Gleichung [mm] ax^{2} + bx + c = 0 [/mm] vorteilhafter da hier weniger Fehler durch die "Normalisierung" zur gängigen p-q-Gleichung entsteht.
Wie du die Nullstellen zu a-b-c-Gleichung berechnest findest du unter wikipedia.
Nun aber zu deinem Problem...
Der Unterschied zwischen deiner Ammoniakherstellung und deiner Esterbildung ist folgender.
Die Zahl die vor dem Molekül angegeben ist, bezeichnet fachlicherweise nicht die Stoffmenge sondern den sogenannten stöchiometrischen Faktor (bzw. Koeffizient).
Dieser gibt an wieviel Moleküle mit einem anderen Molekülanteil reagieren.
dein Beispiel:
> [mm]N_{2}+3H_{2}-->2NH_{3}[/mm]
>
> [mm]K=\bruch{(0-2x)^{2}}{(2-x)(4-3x)^{3}}[/mm]
das heißt das dreimal soviele Moleküle Wasserstoff als Stickstoff benötigt werden um die Reaktion zu vollziehen.
Ich kann aber trotzdem 100 mol Wasserstoff einsetzen und nur 10 mol Stickstoff.
Dann bleiben halt im "Reaktionstopf" noch 70 mol Wasserstoff zurück.
Achso für Ammoniak wäre sähe dein K übrigens so aus:
[mm]K=\bruch{(0+x)^{2}}{(2-x)(4-x)^{3}}[/mm]
denn der stöchiometrische Faktor fließt nur als Exponent ein.
denn wie schon mal beschrieben:
a A + b B [mm] \to [/mm] c C + d D
[mm] K=\bruch{[C]^{c} * [D]^{d}}{[A]^{a}*[B]^{b}} [/mm]
wobei kleine Buchstaben den stöchiometrischen Faktor, Großbuchstaben das Molekül und die eckigen Klammer eine Konzentration bezeichnen 
> Und jetzt das "aktuelle Beispiel"...
>
> Da habe ich ja die "Stoffmengen gegeben"...
> Da hätte ich es eigentlich (was aber falsch)so
> geschrieben,
>
> [mm]K=\bruch{(1-x)(1-x)}{(3-3x)^{3}(1-x)}[/mm]
>
> Denn die "x-Werte" sagen doch die "Mole" aus, oder?
> Und das verstehe ich dann halt nicht.
Nein,
deine Reaktiongleichung sieht ja so aus:
Säure + Alkohol [mm] \to [/mm] Ester + Wasser
und nicht wie in dem von dir ebengenannten K:
Säure + 3 Alkohol [mm] \to [/mm] Ester + Wasser
verstehst du?
Dein Stöchiometrischer Faktor hat nichts mit der eingesetzen Stoffmenge zu tun.
Die eingesetzte Stoffmenge hat also nichts mit der Reaktionsgleichng zu tun. Denn diese gibt nur an "Was Wie" reagiert, aber nicht "Wieviel" reagiert.
Denn deine eingesetzten Stoffmängen sind ja gegeben als 1 zu 3. aber reagieren tun die nur 1 zu 1. Demzufolge ist dein K folgendermaßen definiert (wie auch für die Lösung notwendig):
[mm]K=\bruch{(0+x)(0+x)}{(3-x)(1-x)}[/mm]
Wie gesagt, die Gleichgewichtskonstante beschreibt eine Reaktion im Gleichgewicht. Das heißt am anfang liegt kein Produkt vor und am Ende liegt weniger Edukt vor.
Deswegen muss das mit den Plus- und Minuszeichen sehr genau berücksichtig werden...
Ich hoffe das ist verständlich.
Gruß
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:59 Mo 25.04.2011 | | Autor: | Ice-Man |
Ok, vielen Dank.
Jetzt blicke ich schon einigermaßen mehr durch.
Nur das Problem ist, das ich das alles versuche halt aus dem Skript zu verstehen, den ich von meinem Professor bekommen habe.
Und wie sich jetzt herausstellt, steht da mehr als Unsinn drin.
Aber jetzt wird das schon alles verständlicher.... Also vielen Dank nochmal..
Doch nochmal kurz zu dem Beispiel Ammoniak.
Bei 2bar Stickstoff und 4bar Wasserstoff ist
[mm] K=\bruch{(2x)^{2}}{(2-x)(4-3x)^{3}} [/mm] definitiv FALSCH??
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Jaaa...ich denke das ist falsch (natürlich keine Garantie). Aber es würde absolut keinen Sinn machen das so aufzuschreiben.
denn wenn du folgende Reaktionsgleichung hast
[mm] N_{2} + 3 H_{2} \to 2 NH_{3} [/mm]
lautet dein K:
[mm] K = \bruch{p(NH_{3})^{2}}{p(N_{2})*p(H_{2})^{3}} [/mm]
demzufolge errechnet sich K für den Einsatz von 2bar Stickstoff und 4bar Wasserstoff so:
[mm] K = \bruch{(0+x)^{2}}{(2-x)*(4-x)^{3}} [/mm]
und warum sollte ich die Partialdruck 2 mal in eine Gleichung reinbringen?
Gruß & Nachti
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