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Stickstoffmonoxid im Motor
AFB I–IIIn Verbrennungsmotoren reagiert Luftstickstoff bei Flammentemperaturen um 2000 K mit Sauerstoff: \(\ce{N2 + O2} \rightleftharpoons \ce{2 NO}\). Stickstoffoxide tragen zu Smog und saurem Regen bei. Für die Gleichgewichtskonstante gilt:
| T in K | 298 | 1000 | 1500 | 2000 |
|---|---|---|---|---|
| K | 4,5 · 10⁻³¹ | 7,5 · 10⁻⁹ | 1,1 · 10⁻⁵ | 4,0 · 10⁻⁴ |
Luft enthält 78 % N₂ und 21 % O₂ (Stoffmengenanteile).
- Formulieren Sie das MWG und begründen Sie, warum \(K\) hier keine Einheit hat.
- Leiten Sie aus der Tabelle ab, ob die Bildung von NO exotherm oder endotherm ist.
- Berechnen Sie den Stoffmengenanteil von NO im Gleichgewicht bei 2000 K (Näherung: N₂ und O₂ werden kaum verbraucht).
- Erklären Sie, warum das Abgas nach dem Abkühlen trotz des winzigen K bei 298 K noch viel NO enthält.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Zähler und Nenner vergleichen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Richtung der K-Änderung mit T.
Hinweis zu Aufgabe c)
Wegen Δn = 0 dürfen Anteile statt Konzentrationen eingesetzt werden.
Hinweis zu Aufgabe d)
Lage gegen Geschwindigkeit.