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Das Boudouard-Gleichgewicht
AFB I–IIIm Hochofen reduziert Kohlenstoffmonoxid die Eisenoxide zu Eisen. Das Kohlenstoffmonoxid entsteht unter anderem aus Koks und Kohlenstoffdioxid im Boudouard-Gleichgewicht: \(\ce{C(s) + CO2(g) <=> 2 CO(g)}\). M1 zeigt den Anteil an Kohlenstoffmonoxid im Gasgemisch über Koks im Gleichgewicht bei 1 bar. \(\Delta_f H^\circ\): \(\ce{CO}\) \(-110{,}5\), \(\ce{CO2}\) \(-393{,}5\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\).
M1Boudouard-Gleichgewicht bei 1 bar
- Beschreiben Sie den Verlauf in M1.
- Berechnen Sie die Standard-Reaktionsenthalpie der Boudouard-Reaktion.
- Begründen Sie den Verlauf in M1 mit Ihrem Ergebnis aus b).
- Erläutern, warum Kohlenstoffmonoxid im Hochofen vor allem in der heißesten Zone (über 1000 °C) entsteht, und welche Wirkung ein höherer Druck im Hochofen auf das Boudouard-Gleichgewicht hätte.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Nennen Sie Werte bei niedrigen und hohen Temperaturen und den Bereich der stärksten Änderung.
Hinweis zu Aufgabe b)
Kohlenstoff ist ein Element im Standardzustand.
Hinweis zu Aufgabe c)
Welche Richtung wird beim Erwärmen begünstigt?
Hinweis zu Aufgabe d)
Zählen Sie die Gasteilchen auf beiden Seiten; der Feststoff Kohlenstoff zählt nicht mit.Erläutern: Einen Sachverhalt so darstellen, dass Zusammenhänge und Bedingungen verständlich werden – mit Beispielen oder Belegen.