Umsatz einer Gleichgewichtsreaktion nach 30 Minuten und maximaler möglicher Umsatz

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Formal Metadata

Title
Umsatz einer Gleichgewichtsreaktion nach 30 Minuten und maximaler möglicher Umsatz
Subtitle
Übungsaufgabe 39
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License
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
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Identifiers
Publisher
Release Date
2013
Language
German
Production Year
2013
Production Place
Jülich

Content Metadata

Subject Area
Keywords Physikalische Chemie Kinetik
Tetrahydropyranone Dehydration reaction Hydroxybuttersäure <gamma-> Butyric acid
Tetrahydropyranone Gleichgewichtskonstante Reaction rate constant Dehydration reaction Hydroxybuttersäure <gamma-> Butyric acid Butyric acid Dehydration reaction Nicotianaminsynthase
Gleichgewichtskonstante Reaction rate constant Peat Gleichgewichtskonstante
Lecture/Conference Alu element Gleichgewichtskonstante Stoichiometry
Stoichiometry Lecture/Conference Gleichgewichtskonstante
Lecture/Conference Law of mass action
Lecture/Conference
Wir wollen eine Umsatzberechnung für eine Gleichgewichtsreaktion
durchführen. Die Dehydratisierung von gamma-Hydroxy-Buttersäure [A] zu gamma-Butyrolacton [B] verläuft in beide Richtungen als eine Reaktion Erster Ordnung. Die beiden Geschwindigkeitskonstanten k(f) und k(r) sind gegeben. Die
Anfangskonzentration von Buttersäure ist [A]° = 1 mol/L (mol pro Liter) Im Gleichgewicht sind Hinreaktion und Rückreaktion gleich
schnell (r(f)=r(r)); die Gleichgewichtskonstante K(eq) ergibt
sich als Quotient der beiden Geschwindigkeitskonstanten k(f)
und k(r). Die so berechnete Gleichgewichtskonstante von K(eq)=2,697 ist größer als 1 - das Gleichgewicht liegt auf der rechten Seite (im Gleichgewicht überwiegt das Produkt dem
Reaktanten) Wir ermitteln die Konzentrationen von [A]eq und
[B]eq im Gleichgewicht. Die Stöchiometrie liefert folgende Beziehungen [A]=[A]°-x [B]=[B]°+x (x ist die Umsatzvariable) Im Gleichgewicht gilt für x=x(eq): x(eq) = [A]° - [A]eq = [B]eq -
[B]° [A]°, [B]° und die Gleichgewichtskonstante K(eq) sind
bekannt. Mit Hilfe des Massenwirkungsgesetzes lassen sich dann die
Gleichgewichtskonzentration von [A] zu [A]eq = 0,27 mol/L und die Gleichgewichtskonzentration von [B] zu [B]eq = 0,73 mol/L berechnen. Der Umsatz U - definiert als x/[A]° - beträgt im Gleichgewicht 73 %. Dies ist der maximal erreichbare Umsatz
dieser Reaktion. Die Berechnung der Gleichgewichtskonzentration von [A] ist auch aus dem integrierten Geschwindigkeitsgesetz
möglich - wir müssen dann den Grenzwert von [A] für eine Zeit
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