[scheikunde] Oefening over thermodynamica van reacties/evenwicht

[Erebus10]

Hallo iedereen! Ik heb een vraag over volgende oefening:
 
​Er wordt 1,2-dichloorethaan omgezet in de gasfase tot chlooretheen, in een gesloten volume.
​De reactie wordt gestart met een partieeldruk van 0.1 bar DCE.
​a) Bereken de temperatuur die minimaal of maximaal nodig is om 80 mol% van DCE om te zetten in chlooretheen.
​b) Bij de reactietemperatuur waarbij de opbrengst 80 mol% is verkleint men nadat het evenwicht zich ingesteld heeft het volume met factor 5. Bereken het reactiequotiënt. Wat wordt na verloop van tijd de nieuwe evenwichtsligging?
 
Ik had volgende reactie reeds opgesteld:
 
DCE <-> chlooretheen + HCl
 
Ik heb de standaard reactie-enthalpie berekend:  72.7 kJ/mol
En de standaard reactie-vrije-energie: 30.1 kJ/mol
Ook de K_298K heb ik berekend: 5.2937 * 10^​-6
 
Maar hoe moet ik nu verder? 
 
Ik dacht misschien om dan K gelijk te stellen aan ((0.80x)​*(0.80x))/(0.20) aangezien er 80% wordt omgezet of is dit fout?
 
Alvast bedankt!

[Pinokkio]

Ik dacht misschien om dan K gelijk te stellen aan ((0.80x)​*(0.80x))/(0.20)

Wat is die x ?
 
Bedenk ook dat je zult moeten bepalen wat de K_p is bij de gevraagde (onbekende) reactietemperatuur en dat is niet jouw K298.
 
Hoe je geacht wordt K_p bij T te berekenen hangt af van het niveau van je theorieboek, dat kan ik van hieruit niet beoordelen.

[Erebus10]

x is de hoeveelheid die wegreageert van DCE. Theorieboek is van universitair niveau, wel algemene chemie.

[Pinokkio]

Je moet denken en rekenen in partieeldrukken. Als de beginpartieeldruk van DCE 0,1 bar is en er reageert 80 % weg, dan is de uiteindelijke partieeldruk van DCE nog maar 0,02 bar.
De partieeldruk van chlooretheen en HCl zijn daaarna respectivelijk ...... en ......
dus Q is dan ............
 
Daarna zit je met de uitdaging om te bepalen bij welke T geldt dat K_p = Q.
 
Er moet toch wel ergens in je theorieboek staan hoe je K_p kun bepalen als functie van T.

[Erebus10]

Oke het begint duidelijk te worden! Nu heb ik dus volgende formules:
 
 
Δ_r​G^°​ = -RT(Ln(K))                 Met deze formule zou ik de K bij 298K berekenen
Ln(K_T) = Ln(K₂₉₈​) - ((Δ_rH^°​)/R)*((1/T)-(1/298))          Met deze formule kan ik T berekenen
Δ_rG = Δ_r​G^°​ + RT(Ln(Q))        En dan moet ik deze dus gebruiken om de K_T​ te berekenen op één of andere manier ... Is dit de juiste manier?
 
Verder snap ik eigenlijk het verschil niet tussen Δ_rG en Δ_r​G^°​. 
 
Bedankt!

[Pinokkio]

Die laatste vergelijking heb je niet nodig, alleen de eerste twee.
Normaliter staat er een lijst met symbolen en bijbehorende eenheden in elk boek. Superscript ^o duidt gewoonlijk op standaard condities. Zonder duidt gewoonlijk op echte T en p.
 
Met de tweede vergelijking bereken je inderdaad K_p bij T maar wel gebaseerd op de aanname dat Δ_rH onafhankelijk is van de temperatuur en dus bij iedere T gelijk is aan Δ_rH^o (geldig bij 298 K). Dat is alleen het geval als er geen verschil zou zijn in soortelijke warmte van productmengsel en reactant. Dat is helaas vrijwel nooit het geval.
 
Ik ken je theorieboek niet dus kan niet zien hoe diepgaand het is m.b.t. chemische thermodynamica. Als er formules in staan met een ΔC_p term dan moet je die gebruiken want dat geeft een nauwkeruriger resultaat voor K_p bij een andere T dan 298 K. Aangezien je blijkbaar een algemene chemie boek gebruikt is de kans groot dat daar niet over gerept wordt.

[Erebus10]

Die formule zie ik inderdaad niet staan ...