close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

b

EinbettenHerunterladen
Dr. Stefan Wuttke
Butenandstr. 11, Haus E, E 3.039
stefan.wuttke@cup.uni-muenchen.de
www.wuttkegroup.de
Anorganische-Chemie
Grundpraktikum für Biologen 2014/2015
Chemische Bindung - Bindungsarten
Stefan Wuttke
#2
Massenwirkungsgesetz
Hinreaktion
aA+bB
Rückreaktion
dD+eE
Hinreaktion = Rückreaktion
Gleichgewichtskonstante K =
für Lösungen
Kc =
Stefan Wuttke
D E
A B
D
A


E
B


für Gasreaktionen
Kp =
D E
A B
#3
Massenwirkungsgesetz
K=
K >> 1


Reaktanten
Produkte
Reaktanten
Produkte
Reaktanten
Produkte
K << 1
K=1
Stefan Wuttke
#4
Massenwirkungsgesetz
Übungsaufgabe:
Bei der Reaktion von 5 mol Essigsäure und 3 mol Ethanol bei 25 °C sind bis zur Einstellung des
chemischen Gleichgewichts 2,43 mol Essigsäureethylester und 2,43 mol Wasser entstanden. Wie groß
ist die Gleichgewichtskonstante Kc?
Stefan Wuttke
#5
Chemische Gleichungen
Übungsaufgabe:
Der wichtigste kommerzielle Vorgang, um N2 aus der Luft in
stickstoffhaltige Verbindungen umzuwandeln, basiert auf der
Reaktion von N2 und H2 zu Ammoniak:
N2(g) + 3 H2(g)
2 NH3(g)
Wie viel Mol NH3 können aus 3 ml N2 und 6 mol H2 gebildet
werden?
Verschieden von:
N2(g) + 3 H2(g)
Stefan Wuttke
2 NH3(g)
#6
Das Prinzip des kleinsten Zwangs
Wird auf ein sich im chemischen Gleichgewicht
befindendes stoffliches System ein Zwang ausgeübt,
dann weicht dieses System dem Zwang so aus,
dass die Wirkung des Zwanges verringert wird.
[Le Châtelier und Braun]
Stefan Wuttke
#7
Einfluss von Temperaturänderungen
auf das chemische Gleichgewicht
2 NO2
N2O4
()
()
∆RH = -59 kJ·mol
Temperaturerhöhung ist ein äußerer Zwang.
Für endotherme Reaktionen:
Erhöhung von T führt dazu, dass K größer wird.
Für exotherme Reaktionen:
Erhöhung von T führt dazu, dass K kleiner wird.
Temperatur
Stefan Wuttke
#8
Einfluss von Druckeränderungen
auf das chemische Gleichgewicht
2 NO2(g)
N2O4 (g)
Druckerhöhung ist ein äußerer Zwang.
()
()
Druckerhöhung:
Die Reaktion, die unter Volumenabnahme
verläuft wird begünstigt.
Druckerniedrigung:
Die Reaktion, die unter Volumenzunahme
verläuft wird begünstigt
Druck
Stefan Wuttke
#9
Einfluss von Konzentrationsänderungen
auf das chemische Gleichgewicht
2 NO2(g)
N2O4 (g)
Wenn ein chemisches System sich im Gleichgewicht befindet und wir eine Substanz
(entweder einen Reaktanten oder ein Produkt) zugeben, verschiebt sich die Reaktion derart,
dass das Gleichgewicht durch Verbrauch eines Teils der zugegebenen Substanz wieder eingestellt wird.
Umgekehrt bewegt sich durch Entzug einer Substanz die Reaktion in der Richtung,
die mehr von dieser Substanz bildet.
Stefan Wuttke
# 10
Massenwirkungsgesetz
Hinreaktion
aA+bB
Rückreaktion
dD+eE
Hinreaktion = Rückreaktion
Gleichgewichtskonstante K =
D
A


E
B


Le Châtelier-Prinzip:
Übt man auf ein im Gleichgewichtszustand befindliches
System einen Zwang aus, verändert es seine Lage so, dass
der Zwang auf ein Minimum herabgesetzt wird.
1. Temperatur
2. Druck
3. Stoffmengenkonzentration
Stefan Wuttke
# 11
Kinetik - Thermodynamik
Kinetik – zeitlicher Ablauf chemischer Reaktionen
Thermodynamik - Energieänderungen chemischer Reaktionen
Stefan Wuttke
# 12
Übungsaufgaben
Das folgende Diagramm stellt ein Gleichgewichtsgemisch
dar, dass für eine Reaktion der Art
A+B
AB
erzeugt wird.
Wenn das Volumen 1 Liter ist, ist K
größer oder kleiner als 1?
A
B
A-B
A-B
A-B
A-B
A
A-B
Stefan Wuttke
A-B
A
A-B
A-B
B
# 13
Übungsaufgaben
Die Reaktion der
A2(g) + B(g)
A(g) + AB(g)
hat die Gleichgewichtskonstante von Kp = 2.
Das Diagramm unten zeigt ein Gemisch, das A-Atome, A2Moleküle und AB-Moleküle enthält.
Wie viele B-Atome sollten zum Diagramm hinzugefügt
werden, wenn sich das System im Gleichgewicht befindet?
A-A
A
A-B
A-B
A-B
A
A-A
Stefan Wuttke
A-B
# 14
Übungsaufgaben
Die folgenden Diagramme stellen Gleichgewichtsgemische
für die Reaktion
A2(g) + B(g)
A(g) + AB(g)
Bei (i) 300 K und (ii) 500 K dar.
Ist die Reaktion exotherm oder endotherm?
A-B
A
A
A-B
(i)
A
B
A-A
A
A-A
A-B
A-A
A-B
B
Stefan Wuttke
B
A-B
A-B
B
A-B
(ii)
# 15
Haber-Bosch-Verfahren
Im Jahre 1908 hat Fritz Haber Ammoniak aus den Elementen
hergestellt. Bei 550°C und einem Druck von p = 20 MPa beträgt der
Volumenanteil der Ammoniakportion nach der Einstellung des
Gleichgewichts ϕ(NH3) = 13%, wenn die Ausgangsstoffe Stickstoff
und Wasserstoff im Volumenverhältnis 1:3 zusammengegeben
worden sind. Berechnen Sie Kp! (1 bar = 100 000 Pa)
Nobelpreis
Stefan Wuttke
Fritz Haber
Carl Bosch
1918
1931
Gerhard Ertl
2007
# 16
Höhenakklimatisierung
Oberhalb von 4000 m droht die Höhenkrankheit;
Kopfschmerzen, Herzklopfen, Übelkeit, Atemnot -Warum?
Ursache:
Mangelhafte Versorgung des Körpers mit Sauerstoff.
O2 + Hb
Wohnort
HbO2
(Hb – Hämoglobin)
Meereshöhe
P(O2)
Hämatokrit
Lima
160 m
200 hPa
45 %
Denver
1610 m
170 hPa
48 %
Mexico City
2270 m
150 hPa
51%
Moroccocha
(Peru)
4400 m
120hPa
60 %
Stefan Wuttke
# 17
Document
Kategorie
Gesundheitswesen
Seitenansichten
3
Dateigröße
836 KB
Tags
1/--Seiten
melden