Das Haber-Bosch-Verfahren: Übungen – Chemie Leistungskurs

Ihr Fortschritt:

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

Der Weg des Gases

AFB I

Stellen Sie den Weg des Gases durch die Anlage dar, indem Sie die Stationen in die richtige Reihenfolge bringen.

Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.

1 Das Synthesegas wird auf 150 bis 300 bar verdichtet.

2 Das Gas wird im Wärmetauscher vorgewärmt.

3 Im Reaktor bildet sich am Eisenkatalysator Ammoniak.

4 Beim Abkühlen verflüssigt sich das Ammoniak und wird abgetrennt.

5 Das Restgas wird zum Reaktor zurückgeführt.

Verdichten, Vorwärmen mit der Reaktionswärme, Reaktion am Katalysator, Abkühlen und Abtrennen des Ammoniaks, Rückführung des Restgases. Typischer Fehler: die Abtrennung vor den Reaktor zu legen.

Beginnen Sie mit dem Rohstoff und enden Sie beim Restgas.

Verdichten – Vorwärmen – Reaktor – Kühlen – Rückführung.

Wofür welche Maßnahme?

AFB II

Ordnen Sie jede Maßnahme dem Zweck zu, dem sie vor allem dient. Setzen Sie in jeder Zeile ein Kreuz.

Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.

	verbessert die Lage	beschleunigt die Reaktion	spart Energie
hoher Druck
Eisenkatalysator
Wärmetauscher
Verflüssigen und Abtrennen des Ammoniaks
Temperatur von 450 °C statt 200 °C

Hoher Druck und das Entziehen von Ammoniak verschieben das Gleichgewicht nach rechts. Der Katalysator und die höhere Temperatur beschleunigen die Reaktion; der Wärmetauscher nutzt die Reaktionswärme zum Vorheizen. Typischer Fehler: die hohe Temperatur für eine Verbesserung der Lage zu halten.

Fragen Sie: Ändert die Maßnahme die Lage, das Tempo oder den Energieverbrauch?

Lage, Tempo, Energie, Lage, Tempo.

Ammoniakanteil und Druck

AFB II

Interpretieren Sie, welches Diagramm den Ammoniakanteil y im Gleichgewicht in Abhängigkeit vom Druck p bei 400 °C (blau) und bei 500 °C (orange) richtig zeigt.

Klicken Sie die passende Karte an und prüfen Sie dann. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter auswählen.

Mit steigendem Druck wächst der Ammoniakanteil; bei der höheren Temperatur liegt die Kurve niedriger, weil die Reaktion exotherm ist (Diagramm A). In B sind die Temperaturen vertauscht, in C fallen die Kurven, in D schneiden sie sich. Typischer Fehler: die Kurve der höheren Temperatur oben zu zeichnen.

Beachten Sie die Wirkung von Druck und Temperatur getrennt.

Beide Kurven steigen, blau liegt über orange: Diagramm A.