Massenwirkungsgesetz, 4 (GW-10) Gegeben sei das Iod-Wasserstoff-Gleichgewicht: H2 + I2 ⇄ 2 HI Löse die folgenden Aufgaben. Die Angabe 't=0' soll heissen, dass die Startsituation betrachtet wird, 't=GW' dass das System sich nun im Gleichgewicht befindet. Ebenso sind die Angaben z.B. bei H2 als Konzentrationen (mol/l) zu verstehen. Hinweis: bei d) soll zusätzlich K berechnet werden. Hinweis: bei e) sei noch zusätzlich K=54.5 gegeben.H2I22·HIa)t=01.01.00t=GW0.3??b)t=02.01.00t=GW1.5??c)t=03.000t=GW2??d)t=09.328.050t=GW??13.5e)t=0000.015t=GW???

Frage: GW-10    

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Gegeben sei das Iod-Wasserstoff-Gleichgewicht:
H₂ + I₂ ⇄ 2 HI
Löse die folgenden Aufgaben. Die Angabe 't=0' soll heissen, dass die Startsituation betrachtet wird, 't=GW' dass das System sich nun im Gleichgewicht befindet. Ebenso sind die Angaben z.B. bei H₂ als Konzentrationen (mol/l) zu verstehen.
Hinweis: bei d) soll zusätzlich K berechnet werden.
Hinweis: bei e) sei noch zusätzlich K=54.5 gegeben.

		H2	I2	2·HI
a)	t=0	1.0	1.0	0
	t=GW	0.3	?	?
b)	t=0	2.0	1.0	0
	t=GW	1.5	?	?
c)	t=0	3.0	0	0
	t=GW	2	?	?
d)	t=0	9.32	8.05	0
	t=GW	?	?	13.5
e)	t=0	0	0	0.015
	t=GW	?	?	?

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Lösung_1:

1. Verbrauch von H₂: 1.0 mol – 0.3 mol = 0.7 mol
       Somit gilt, ohne Rückreaktion:
       0.7 mol H₂ + 0.7 mol I₂ → 1.4 mol HI
       Für das GW gilt also:
       c(H₂) = 0.7 mol, c(I₂)=0.7 mol, c(HI)=1.4 mol
2. Verbrauch von H₂: 0.5 mol
       Somit gilt, ohne Rückreaktion:
       0.5 mol H₂ + 0.5 mol I₂ → 1.0 mol HI
       Für das GW gilt also:
       c(H₂) = 1.5 mol, c(I₂)=0.5 mol, c(HI)=1 mol
3. Verbrauch von H₂: 1.0 mol
       1 mol H₂ + 1 mol I₂ → 2 mol HI
       Für das GW gilt also:
       c(H₂) = 2 mol, c(I₂)=-1 mol, c(HI)=2 mol
       ABER: c(I₂) = -1 mol macht keine Sinn, oder mit anderen Worten: Reaktion nicht möglich, da beim Start gar kein I in irgendeiner Form vorhanden ist, also weder als I₂ noch als HI.
4. Es entstehen 13.5 mol HI. Herstellung, ohne Rückreaktion:
       6.75 mol H₂ + 6.75 mol I₂ → 13.5 mol HI
       Für das GW gilt also:
       c(H₂) = 2.57 mol, c(I₂) = 1.3 mol, c(HI) = 13.5 mol
       K = c²(HI)/(c(H₂)·c(I₂)) = 13.5²/(2.57·1.3) = 54.5
5. Es gelte, z.B.: x sei Anzahl H₂
       Somit gilt: 2·Anzahl(H₂) = Anzahl(HI)
       Für das GW gilt also:
       c(H₂) = 0+x mol, c(I₂)= 0+x mol, c(HI)=(0.015-2x) mol
       K = 54.5 = (0.015-2x)² /(x·x)
       x₁ = -0.0027 (Lösung macht chemisch keinen Sinn)
       x₂ = 0.0015987
       Für das GW gilt also:
       c(H₂) = 0.0015987 mol, c(I₂)= 0.0015987 mol, c(HI)=0.011803 mol

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