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Drei Halogenwasserstoffe
AFB I–IIWasserstoff reagiert mit den Halogenen zu Halogenwasserstoffen: \(\ce{H2(g) + X2(g) <=> 2 HX(g)}\). M1 enthält die Gleichgewichtskonstanten bei 25 °C und die Reaktionsenthalpien. Ein Gemisch aus Wasserstoff und Chlor („Chlorknallgas“) ist im Dunkeln lange haltbar; bei Belichtung mit blauem oder UV-Licht reagiert es explosionsartig.
M1Halogenwasserstoff-Gleichgewichte (alle Stoffe gasförmig)
| Halogen X | \(K_c\) (25 °C) | \(\Delta_r H^\circ\) in \(\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) |
|---|---|---|
| Chlor | \(2\cdot10^{33}\) | −184,6 |
| Brom | \(2\cdot10^{19}\) | −103,5 |
| Iod | \(6\cdot10^{2}\) | −9,4 |
- Nennen Sie für alle drei Gleichgewichte die Lage.
- Berechnen Sie den Umsatz des Wasserstoffs für \(\ce{H2 + I2 <=> 2 HI}\) bei 25 °C, wenn man von \(c_0(\ce{H2}) = c_0(\ce{I2}) = 1{,}0\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) ausgeht.
- Deuten Sie den Zusammenhang zwischen \(K_c\) und \(\Delta_r H^\circ\) in M1.
- Erläutern Sie, warum Chlorknallgas im Dunkeln haltbar ist, obwohl das Gleichgewicht so weit auf der Seite des Chlorwasserstoffs liegt.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Nutzen Sie die Faustregel mit den Grenzen 10³ und 10⁻³.
Hinweis zu Aufgabe b)
\(\dfrac{(2x)^2}{(1{,}0 - x)^2} = 6\cdot10^{2}\); ziehen Sie die Wurzel.
Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleichen Sie die Reihenfolge der K-Werte mit der Reihenfolge der Reaktionsenthalpien.
Hinweis zu Aufgabe d)
Unterscheiden Sie zwischen Lage und Geschwindigkeit; was bewirkt das Licht?Erläutern: Einen Sachverhalt so darstellen, dass Zusammenhänge und Bedingungen verständlich werden – mit Beispielen oder Belegen.