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Das Massenwirkungsgesetz (MWG) ν A A + ν B B ν C C + ν D D im Gleichgewichts-Zustand gilt: v hin = v rück v rück = k 2 · c C ν C · c D ν D v hin = k 1.

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Präsentation zum Thema: "Das Massenwirkungsgesetz (MWG) ν A A + ν B B ν C C + ν D D im Gleichgewichts-Zustand gilt: v hin = v rück v rück = k 2 · c C ν C · c D ν D v hin = k 1."—  Präsentation transkript:

1 Das Massenwirkungsgesetz (MWG) ν A A + ν B B ν C C + ν D D im Gleichgewichts-Zustand gilt: v hin = v rück v rück = k 2 · c C ν C · c D ν D v hin = k 1 · c A ν A · c B ν B k 1 · c A ν A · c B ν B =k 2 · c C ν C · c D ν D | :( c A ν A ·c B ν B ) k 1 = k 2 · ––––––– c C ν C · c D ν D c A ν A · c B ν B | : k 2 k 1 : k 2 = K = –––––– c C ν C · c D ν D c A ν A · c B ν B

2 Diese Gleichung heißt Massenwirkungsgesetz der obigen Reaktion. Es gilt nur im GG-Zustand. ν A A + ν B B ν C C + ν D D K = (c C ) ν C · (c D ) ν D (c A ) ν A · (c B ) ν B Das Massenwirkungsgesetz (MWG)

3 Übung a) Verseifung von Ameisensäure-butyl-Ester b) Oxidation von Fe 2+ zu Fe 3+ mit Chrom(VI)- Ionen, welche dabei zu Cr 3+ reduziert werden c) Br BrO 4 -  4 BrO 3 - d) S 2 O Pb 2+  2SO Pb 4+ e) Addition von Brom an Ethen Stelle die Massenwirkungsgesetze auf und gib die Einheiten der GG-Konstanten an! a)HCOO-C 4 H 9 + H 2 O  HCOOH + C 4 H 9 OH ohne Einheit b) 3Fe 2+ + Cr 6+  3Fe 3+ + Cr 3+ ohne Einheit c) Br BrO 4 -  4 BrO 3 - ohne Einheit d) S 2 O Pb 2+  2SO Pb 4+ Einheit e) CH 2 =CH 2 + Br 2  CH 2 Br-CH 2 Br Einheit

4 Vereinfachung Wenn Δν=0 (d.h. es entstehen genau so viele Teilchen, wie verbraucht werden), so kann man im MWG anstelle der Konzentrationen einfach die Stoffmengen einsetzen. Beweis: A + 2B  3C

5 Berechne die Gleichgewichts-Konstante für die Bildung von Essigsäure-Pentyl-Ester, wenn bekannt ist, dass im Gleichgewichts-Zustand folgende Stoffmengen vorliegen: a) geg: b) geg: n Säure = 0,05 mol n Alkohol = 0,2 mol n Ester = 1,13 mol n Wasser = 0,35 mol K = –––––––––––– 1,13mol · 0,35mol 0,05mol · 0,2mol Reaktionsgleichung: CH 3 COOH + HO-C 5 H 11 CH 3 COO-C 5 H 11 + H 2 O = 39,55 n Säure = 180 mol n Ester = 137 mol n Wasser = 520 mol n Alkohol = 10 mol K = –––––––––––– 137mol · 520mol 180mol · 10mol = 39,58

6 Anwendungsaufgabe 1 Bei der Reaktion von 5 mol Essigsäure und 3 mol Ethanol sind bis zur Einstellung des chemischen Gleichgewichts 2,43 mol Essigsäureethylester entstanden. Wie groß ist die Gleichgewichtskonstante K C ? Lösung 2,43 mol

7 Schrittfolge für MWG-Aufgaben Reaktionsgleichung aufstellen Anfangs-Konzentrationen (bzw. Stoffmengen) notieren Gleichgewichts-Konzentrationen ermitteln MWG aufstellen Einsetzen der GG-Daten ins MWG Berechnen der unbekannten Größen

8 Kopie

9 Anwendungsaufgabe 2 12mol Ethansäure und 690g Ethanol werden zu Ester umgesetzt. Die eingesetzte Essigsäure war in 5mol Wasser gelöst. Man weiß: K C = 4. a) Berechne die Ester-Stoffmenge im Gleichgewicht! b) Berechne die Ausbeute η! CH 3 COOH + C 2 H 5 OH   CH 3 COO-C 2 H 5 + H 2 O 12 mol 0 mol 5 mol15 mol 12 – x 15-x x 5 + x x

10 Anwendungsaufgabe 2 CH 3 COOH + C 2 H 5 OH   CH 3 COO-C 2 H 5 + H 2 O 12 mol 15mol 0 mol 5 mol 12 – x 15-x x 5 + x... x ≈ 8,124  n Ester ≈ 8,124 mol | solve (...,x)

11 Anwendungsaufgabe 2 12mol Ethansäure und 15mol Ethanol werden zu Ester umgesetzt. Die eingesetzte Säure war in 5mol Wasser gelöst. Man weiß: K C = 4. b) Berechne die Ausbeute η! CH 3 COOH + C 2 H 5 OH   CH 3 COO-C 4 H 9 + H 2 O Unterschuss-Edukt sind 12 mol Essigsäure Daraus sind max. 12 mol Ester bildbar Praxis: n Ester = 8,124 mol η = =0,667 = 66,7%

12 Anwendungsaufgabe 3 Für das Gleichgewicht CO+ 2H 2  CH 3 OH ist bei 225 °C Im GG-Zustand ist und Berechne die Methanol-Konzentration im GG! CO + 2H 2  CH 3 OH entfällt 0,075 mol/l 0,06 mol/l x mol/l

13 Anwendungsaufgabe 3 CO + 2H 2  CH 3 OH 0,075 mol/l 0,06 mol/l x mol/l x = 0,0027 mol/l Antwortsatz: Im GG beträgt die Methanol- Konzentration 0,0027 mol/l.


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