Fischer-TROPSCH-Synthese - Enthalpie und Entropie

Question

Aufgabe:

Bei der Fischer-TROPSCH-Synthese reagieren Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff bei 250 Grad an Katalysatoren zu gasförmigen Alkanen und Wasserdampf

1.1 Synthese Octan Reaktionsgleichung

1.2 Berechnung Reaktionsenthalpie Δ_rH für Bildung 1mol Octan (Berücksichtigung Aggregatzustände der Stoffe)

1.3 Wie lässt sich das Vorzeichen der Reaktionsentropie Δ_rS anhand der Reaktionsgleichung begründen?

1.4 Gebe den Temperaturbereich an, in der die Reaktion exergonisch verläuft

Ansatz:

1.1

8 CO _(g) + H_{2 (g)} --> C₈H_{18 (g)} + 8 H₂0 _(g)

1.2 

nach: ∆H°= ∑ ∆H°(Produkt) - ∑ ∆H°(Edukt)

ΔrH= 1008 kJ?

1.3

....kann man eine Aussage über die Entropie treffen? auf beiden Seiten befinden sich immerhin 9 mol Gase? (=keine Änderung der Teilchenzahl)

1.4 muss ich hier was berechnen? Erklären?

Ich danke euch und ein schönes Halloween!!

Answer 1

Salut,

1.1 Synthese Octan Reaktionsgleichung

8 CO (g)  +  17 H₂ (g)   →   C₈H₁₈ (g)  +  8 H₂O (g)

1.2 Berechnung Reaktionsenthalpie ΔrH für Bildung 1mol Octan (Berücksichtigung Aggregatzustände der Stoffe)

Δ_rH = [ 1 * (-208,4 kJ mol^-1) + 8 * (-242 kJ mol^-1) ]  - [8 * (-110.5 kJ mol^-1) ]  =  - 1260,4 kJ mol^-1

1.3 Wie lässt sich das Vorzeichen der Reaktionsentropie ΔrS anhand der Reaktionsgleichung begründen?

Die Anzahl der Gasteilchen nimmt ab und somit auch die Entropie   ⇒   Δ_rS ist negativ.
Δ_rS =  [-757,3 J mol^-1 K^-1 +  8 * (189 J mol^-1 K^-1) ]  - [8 * (198 J mol^-1 K^-1) + 17 * (130,6 J mol^-1 K^-1) ]  =   - 3049 J mol^-1 K^-1 =   - 3,049 kJ mol^-1 K^-1

1.4 Gebe den Temperaturbereich an, in der die Reaktion exergonisch verläuft

ΔG <  0  ⇒  exergonische Reaktion

ΔG =  ΔH - T *  ΔS <  0

Am Wendepunkt gilt:

ΔH - T * ΔS =  0

ΔH =  T * ΔS

T =  ΔH / ΔS =  - 1260,4  /  3,049 =  413,3 K

Daraus folgt:

ΔG =  - 1260,4 kJ mol^-1 - 413,3 K *  ( -3,049 kJ mol^-1 K^-1 )   =   - 0,248 kJ mol^-1 =  < 0 

Ab ≈  413,3 K verläuft somit die CO - Bildung exergonisch.


Schöne Grüße :)

Comments

Omg, wow☺❤️ dankeschön:D

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Bitteschön, gerne :)