Salut,
Meine 1. Aufgabe wäre es die Reaktionsgleichung von Ammoniak aufzuschreiben, das wäre:
N2+3H2=2NH3
Bei der 2. Aufgabe sollte ich das Prinzip von LeChatelier auf die Ammoniaksynthese anwenden und entscheiden durch welche Reaktionsbedingungen sie die Ausbeute von Ammoniak optimieren können.
Wie kann ich dieses Prinzip anwenden und so die Reaktionsbedingungen herausfinden?
Deine Reaktionsgleichung ist richtig. Verwende aber besser einen Gleichgewichtspfeil.
Was nun das Prinzip von Le Chatelier besagt:
„Wird auf ein System, das sich im chemischen Gleichgewicht befindet, ein äußerer Zwang ausgeübt, verschiebt sich die Lage des Gleichgewichts so, dass die Wirkung des Zwanges minimal wird.“
N2 + 3 H2 ⇌ 2 NH3
Hierbei handelt es sich also um eine Gleichgewichtsreaktion, wodurch die Ausbeute an Ammoniak nach dem Prinzip von Le Chatelier, d.h. nach dem Prinzip des kleinsten Zwangs gelenkt werden kann.
Zu den äußeren Zwängen zählen primär die Temperatur, der Druck und die Stoffmengenkonzentration der Edukte und Produkte:
Die Ammoniaksynthese ist eine exotherme, also wärmeabgebende Reaktion, die durch eine Temperatursenkung begünstigt wird und zu einer Erhöhung der Ammoniakausbeute führt. Dergestalt versucht das System, der Temperaturerniedrigung entgegenzuwirken. (Optimale Temperatur: 500 - 530°C.)
Eine Druckerhöhung optimiert nun ebenfalls die Ausbeute an NH3, denn sie verschiebt das Gleichgewicht auf die Seite der Stoffe mit dem geringeren Volumen, somit nach rechts, denn dort sind laut Reaktionsgleichung lediglich 2 mol Gas vorhanden, im Gegensatz zur Eduktseite mit 4 mol Gas. (Optimaler Druck: 250 - 350 bar.)
Schließlich führt auch ein Überschuss an Stickstoff zu einer erhöhten Ammoniakausbeute, denn um diese Störung des Gleichgewichts zu beheben, findet die Hinreaktion verstärkt statt. Desweiteren erzielt man ebenfalls eine Optimierung der Ammoniakausbeute dadurch, dass laufend Ammoniak aus dem Reaktionsprozess entfernt wird, da das hieraus entstandene Ungleichgewicht wiederum die Ammoniakproduktion ankurbelt.
Viele Grüße :)
