[scheikunde] Thermodynamica: evenwicht en druk

Luca Renders

Beste,

Ik zit vast op een vraag, hopelijk kan iemand mij helpen.
De vraag is:
Bij de thermische kraking van n-butaan in de gasfase, worden ethyleen en ethaan gevormd.
a) Schrijf de uitdrukkingen voor Kp en Kc.
b) de waarde van Kp bij 500°C is 12 bar, wat is de waarde van Kc bij deze temperatuur?
c) In een gesloten reactievat wordt bij 50 bar n-butaan verwarmd tot 500°C, wat is de conversie van butaan bij evenwicht?
d) Wat is de totale druk bij evenwicht?

Vraag a en vraag b denk ik opgelost te hebben.
a De reactievergelijking is:
C4H10 -> C2H6+C2H4
Kc is dan (C2H6)*(C2H4)/(C4H10) (met de partieeldrukken)
Kp is Kc*(R*T)^(delta n), aangezien delta n= 2-1=1, is Kp= Kc*R*T

b Kp=Kc*R*T als en slechts als Kc= Kp/(R*T)= 12 bar/(8.31451*10^(-2) l bar/mol * 773 K)=0.1867 mol/L

Bij vraag c zit ik vast met de druk, ik weet niet goed wat ik daarmee doen. Is het misschien zo dat die 50 bar de oorspronkelijke druk van butaan is?
dan geldt:
                     butaan              ethyleen                ethaan
Begin                50 bar                0                           0
Evenwicht       50-x                     x                            x

Kc= x^2/(50-x)
daaruit kun je dan x halen want Kc is geweten bij 500°C
De conversie is dan gelijk aan x/50*100

klopt deze redenering?

Alvast bedankt!
Luca

Pinokkio

Kc is dan (C2H6)*(C2H4)/(C4H10) (met de partieeldrukken)

Nee, niet met de partieeldrukken.

Waar denk jij dat die c in Kc voor staat?
En waar die p in Kp voor staat?

Luca Renders

Pinokkio schreef: Nee, niet met de partieeldrukken.

Waar denk jij dat die c in Kc voor staat?
En waar die p in Kp voor staat?

ja inderdaad dat is een foutje, c staat voor concentratie en p voor druk, denk ik.

Margriet

bij a. En hoe geef je nu de evenwichtsvoorwaarde weer voor Kp (p = pressure) en voor Kc?

bij b. Ik kom voor Kc ook op 0,187 mol /L

bij c. Ik verwacht dat bedoeld wordt dat je op t=0 je enkel butaan hebt bij 50 bar en 500°C. Bij evenwichtsinstelling is de conversie dan inderdaad (x/50) * 100%.
Let op dat je bij de berekening van x, je werkt met de druk in bar, wel de juiste K gebruikt.

Luca Renders

Bij a:
Kp= Kc*RT, aangezien delta n=1
Kp= (C2H6)*(C2H4)/(C4H10) (met de partieeldrukken) en Kc =(C2H6)*(C2H4)/(C4H10) (met de concentraties)
Bij c:
inderdaad starten met 50 bar butaan en 0 bar van de producten. Hierbij moet dan de Kp gebruikt worden en deze is 12 bar bij 500°C, dus x valt te berekenen en bijgevolg ook de partieeldruk.

Klopt dit?
Sowieso al bedankt!

Margriet

Bij a. Het is gebruikelijk om concentraties te schrijven met concentratiehaken bv. [C₂H₄] en partieeldruk als bv. p_C_2H4

Bij c. Ja, dat klopt en bereken x, de partieeldruk van ethaan en van etheen dan eens.

Luca Renders

Margriet schreef: Bij a. Het is gebruikelijk om concentraties te schrijven met concentratiehaken bv. [C₂H₄] en partieeldruk als bv. p_C_2H4

Bij c. Ja, dat klopt en bereken x, de partieeldruk van ethaan en van etheen dan eens.

Ik stel de evenwichtspartieeldruk van butaan gelijk aan 50-x bar, de evenwichtspartieldruk van ethaan en etheen zijn bijgevolg beide gelijk aan x.

Er geldt dus:
Kp= x^2/(50-x)= 12 bar, waardoor x= 19.22 bar (dit is een tweedegraadsvergelijking, maar de negatieve oplossing is niet zinvol)
De totaal druk is bijgevolg= 50-x+x+x=50+x=69.22 bar

Margriet

Klopt. Alleen nog even afronden omdat de begindruk maar in twee cijfers is gegeven.

Luca Renders

Ok, dankuwel voor de hulp!

Margriet

Graag gedaan.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Thermodynamica: evenwicht en druk

Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk

Re: Thermodynamica: evenwicht en druk