Berechnen Sie, wieviel Massenprozent des Ethylens im besten Fall zu Ethylenoxid umgesetzt werden können.

Question

Aufgabe: Berechnen Sie, wieviel Massenprozent des Ethylens im besten Fall zu Ethylenoxid umgesetzt werden können.

Die Reaktion wird durch eine Silberoberfläche katalysiert. Im Falle des Eley-Rideal Mechanismus, wie hier vorausgesetzt wird, reagiert Sauerstoff O2 mit der Oberfläche und Ethylen mit dem Sauerstoff auf der Oberfläche, wobei Ethylenoxid und Silberoxid Ag2O (Hf = -30,5 kJ/mol) entstehen. Im letzten Schritt reagiert Ag2O mit Ethylen unter Bildung von CO2 und H2O,

Problem/Ansatz:

Hi,

Also ich habe keine Ahnung wie ich mit den Angaben auf die Lösung kommen soll. Davor war nach der Reaktionsgleichung gefragt, die habe ich und die Enthalpie-Berechnung mithilfe vom NIST.

Kann mir bitte helfen.

LG

Answer 1

Grüße chemweazle,

Zur

Oxidation von Ethen(ethylen) zu Ethenoxid(Ethylenoxid) mittels Sauerstoff und Silber-Silberoxid-Katalysator und den unerwünschten Beiprodukten Kohlendioxid und Wasser
Eley-Rideal Mechanismus

Gesucht ist der Massenanteil an Ethen, welcheszum Epoxid, Oxiran, Ethylenoxid, Ethenoxid epoxidiert wird.

Adsorbtion und nachfolgende Chemisorbtion des Sauerstoffs auf der Silbermetalloberfläche

2 Ag⁰_(s) + O_(2g) ⇌ 2 Ag⁰_(s)(O₍₂₎)O_ads.

Oxidation des Ethens zu Ethenoxid(C₂H₄O) und des elementaren Silbermetalls zum Silber(I)oxid

2 Ag⁰_(s)(O₍₂₎)O_ads.. + H₂C=CH₂ ⇌ C₂H₄O(Ethenoxid) + Ag₂O_(s)

Unerwünschte Oxidation des Ethens zu Kohlendioxid und Wasser mit Silber(I)oxid

H₂C=CH₂ + 6 Ag₂O_(s) → 2 CO_(2g) + 2 H₂O_(g)

2 Ag0(s)(O(2))Oads.. + C2H4	⇌	C2H4O + Ag2O(s)	mal 6
C2H4 + 6 Ag2O(s)	→	2 CO(2g) + 2 H2O(g)	mal 1
12 Ag0(s)(O(2))Oads.. + 6 C2H4 + C2H4 + 6 Ag2O(s)	→	6 C2H4O + 2 CO(2g) + 2 H2O(g) + 6 Ag2O(s)	Summe

12 Ag0(s)(O(2))Oads.. + 7 C2H4 +

→

6 C2H4O + 2 CO(2g) + 2 H2O(g)

Aus 7 mol Ethen entstehen 6 mol Ethenoxid(Oxiran), das gew. Produkt.

1 mol von den 7 mol, das ist ein Siebtel der Stoffmenge an Ethen reagiert zu 2 mol Kohlendioxid und 2 mol Wasser.

Molmassen

M(Ethen) = M(C₂H₄) = 28,0536 g / mol

M(C₂H₄O) = 44,053 g / mol

Bei einer Gesamtstoffmenge an Ethen von 7 mol beträgt die Masse an Ethen, m(Ethen) = 7 mol * M(Ethen) = 196,3752 g.

Die Stoffmenge an Ethen, die davon zu Ethenoxid reagiert beträgt 6 mol mit der Masse, m/Ethen) = 6 mol * M(Ethen) = 168,3216 g.

Von der Gesamtmasse an Ethen mit 196,3752 g reagierten 168,3216 g zum gewünschten Produkt(Oxiran).

Die verbleibende Differenz der Massen , es sind 28 g, reagierten unerwünscht zu Kohlendioxid und Wasser.

Der Massenanteil, w : Masse an Ethen, die zum gew. Ethenoxid reagiert im Verhältnis zur Gesamtmasse des reagierenden Ethens

$$w = \frac{168,3216\cdot g}{196,3752\cdot g} \approx 0,8571 = 85,7\%$$

Comments

Ehrlich danke, du bist der Beste :)