Chemie begreifen, Schulbuch

CuCl 2 wird in Wasser gelöst (a). Die blaugrüne Farbe zeigt, dass die Menge der grünen Kupfer- Ionen mit einer Hülle aus Chlorid-Ionen etwa gleich groß ist wie die Menge der blauen Kupfer-Ionen mit einer Hülle aus Wasser- Molekülen (siehe J3). Durch Zusatz von Ag + -Ionen entstehen weiße Kristalle. Diese werden durch Zentrifugieren abgetrennt. Die Lösung erscheint blau gefärbt (b). CuCl 4 2--- + 4 H 2 O Cu(H 2 O) 4 2+ + 4 Cl --- Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Hier wird es anschaulicher Überlegungen Das Wichtigste Die Kopplung von Reaktionen Aus ökonomischen Gründen ist es günstig, Edukte mit mäßiger Triebkraft vollständig in die gewünschten Produkte umzuwandeln. Dies gilt sowohl für industrielle Produktions- verfahren als auch für die Syntheseleistung einer lebenden Zelle. Das Ziel ist zu erkennen, dass dabei das Prinzip von Le Châtelier optimal eingesetzt werden kann. Wie lautet die Reaktionsgleichung für die Umwandlung von CuCl 4 2– in Cu(H 2 O) 4 2+ ? Wie ist das Gleichgewicht verschoben worden? Womit hat der zugegebene Reinstoff reagiert, wenn praktisch nur noch blaues Cu(H 2 O) 4 2+ vorhanden ist? Auch eine Reaktion ohne Triebkraft kann durch Kopplung vollständig ablaufen: Eine zweite Reaktion mit großer Triebkraft entfernt die Spuren eines Produkts aus dem Gleich- gewicht. Gleichgewichtsverschiebungen durch Kopplung erfordern keinen technischen Aufwand und finden häufig in lebenden Zellen statt. Gleichgewichtsver- schiebung durch Kopplung: J6 Cl – wird Edukt einer zweiten Reaktion mit großer Triebkraft. a) b) Bei der technischen Produktion von Ammoniak (NH 3 ) nach dem Haber- Bosch-Verfahren werden alle Möglichkeiten der Gleichgewichts- verschiebung eingesetzt. NH 3 H 2 , N 2 Reaktor 450 °C 300 bar NH 3 Ventil Pumpe Bei tieferen Temperaturen verläuft die Reaktion zu langsam. NH 3 wird ständig aus dem Gleichgewicht entfernt. Kühlsystem H 2 , N 2 , NH 3 H 2 , N 2 125 Testaufgabe 8: Gleichgewichtslage und Gleichgewichtsverschiebungen 3 H 2 + N 2 2 NH 3 und D H 1. Für die angegebene Reaktionsgleichung ist die Gleichgewichtskonstante zu formulieren: 2. Die Triebkraft der Reaktion ist gering . Die entsprechenden Pfeilgrößen sind zu zeichnen! 3. Am Ende der Reaktion gilt daher: c(Edukte) < / ~ / > c(Produkte) 4. K ist deshalb für diese Reaktion: > 1 / ~ 1 / < 1 5. In der Reaktionsgleichung sind die Aggregatzustände und »leerer Raum« zu ergänzen. 6. Zugeben von H 2 begünstigt Hinreaktion / Rückreaktion / keine Reaktion . Entfernen von NH 3 begünstigt Hinreaktion / Rückreaktion / keine Reaktion . 7. Temperatur- erhöhung begünstigt Hinreaktion / Rückreaktion / keine Reaktion . 8. Druck- erhöhung begünstigt Hinreaktion / Rückreaktion / keine Reaktion . (Nicht Zutreffendes streichen!) [ uCl 4 ] 2- + 4H 2 O [Cu(H 2 O) 4 ] 2+ + 4Cl - C Cl 4 2--- 2 C ( 2 ) 4 2+ Cl --- Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv