Professionelle Fallstudien am Vormittag, ich erinnere mich nicht an die Optionen

Fachlicher Fall, Frage 6 am Vormittag – soweit ich mich erinnere, gab es tatsächlich eine solche Frage. Der Schlüssel zur Lösung dieser Frage liegt in der Umwandlung von Ethanol in Ether: C2H5OH → C2H5O + H2O (2). Dabei bleibt die Gesamtzahl der Moleküle unverändert. Nur bei der Reaktion zur Herstellung von Ethanol, C2H4 + H2O → C2H5OH (1), ändert sich die Gesamtzahl der Moleküle. Aus Reaktion (1) geht hervor, dass bei der Erzeugung von 1 Mol C2H5OH die Gesamtzahl der Moleküle um 1 Mol abnimmt. Wenn man davon ausgeht, dass die Anfangsmenge an Reaktanten 100 Mol beträgt, dann nimmt die Gesamtzahl der Moleküle nach der Reaktion um 54,5 × 6 % × 92 % = 3 Mol ab. Die verbleibende Menge an Ethylen beträgt 54,5 × (1 – 6 %) = 51,23 Mol. Somit beträgt der Anteil von Ethylen an den Produkten 51,23 ÷ (100 – 3) = 52,81 %. Außerdem kann man, wenn man Reaktion (2) berücksichtigt und gleichzeitig die inerten Gase in den Reaktanten außer Ethylen und Wasser einzeln betrachtet, natürlich auch zu einem Ergebnis gelangen. Doch ich glaube, dass es schwierig sein wird, das innerhalb von 10 Minuten zu lösen.

Ich habe bei meinen Prüfungen genauso vorgegangen. Jetzt habe ich eine Frage: Die Umwandlungsrate von Ethylen beträgt 6%, die Selektivität 92%. Diese Aufgabe ähnelt stark einer Aufgabe, die am Nachmittag gestellt wurde. Unter Selektivität versteht man hier den Anteil des Ethylens an den umgewandelten Stoffen – also den Anteil des Ethylens, der in Ethanol umgewandelt wird. Wenn man sich die Gleichung ansieht, dann wird das gesamte umgewandelte Ethylen zu Ethanol, während ein Teil des Ethylens zu Ether umgewandelt wird. Dadurch entsteht eine Selektivität. Vor und nach der zweiten Reaktion bleibt die Anzahl der Moleküle unverändert. Somit beträgt die Menge an Ethylen, die umgewandelt wird, 54,5 × 6% = 3,27 Mol. Der Molekularkonstantanteil von Ethylen in den Produkten beträgt daher 51,23 / (100 – 3,27) = 52,96%. Ich erinnere mich, dass diese Zahl unter den Antwortmöglichkeiten stand. Daher wird bei der Neubewertung dieser Aufgabe voraussichtlich Punkte abgezogen

Für diese Aufgabe ist tatsächlich eine beträchtliche Rechenarbeit nötig. Ich habe sie rückwärts gelöst und die ersten fünf Aufgaben nicht bearbeitet.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von xbl240 am 14.09.2016 um 09:19 bearbeitet. In dieser Aufgabe gibt es ebenfalls eine Frage zur Auswahl, ähnlich wie in dem Fallbeispiel am Nachmittag. Ich verstehe nicht ganz, was der Aufgabensteller mit dieser Selektivität meint. Bei den bisherigen Aufgaben handelte es sich um parallele Reaktionen – zum Beispiel A+B=C, A+D=F. Das gewünschte Produkt ist C. Deshalb soll die Selektivität von A für die Bildung von C höher sein. Wie in der Prüfungsfrage beschrieben, wurde das gesamte Ethylen tatsächlich in Ethanol umgewandelt. Ein Teil des entstandenen Ethanols unterliegt Nebenreaktionen. Das gesamte umgewandelte Ethylen wurde somit zu Ethanol – ich verstehe also, dass die Selektivität 100 % beträgt. In den Referenzbüchern wird die Selektivität definiert als Menge an Reaktanten, die für die Erzeugung des gewünschten Produkts benötigt werden, geteilt durch die Menge an Reaktanten, die umgewandelt werden. Dann zählt das Ethanol, das in den echten Prüfungsfragen in Ether umgewandelt wird, also nicht zum gewünschten Produkt? In diesem Fall beeinflusst das die Ausbeute

Die Ansicht vom 3. Stock ist vernünftiger – die Menge an Gesamtmoles, die abnimmt, sollte 54,5 × 6% = 3,27 Mol betragen, und nicht 54,5 × 6% × 92% = 3 Mol. Es scheint, dass man wieder Punkte verlieren wird bei dieser Aufgabe

Zu Frage 6 am Vormittag gebe ich den vollständigen Lösungsweg an: C2H4 + H2O = C2H5OH (1), 2C2H5OH → C2H5OC2H5 + H2O (2). Durch die Kombination von Reaktion (1) × 2 und Reaktion (2) erhält man: 2C2H4 + H2O = C2H5OC2H5 (3). Bei der Reaktion nach Reaktion (1) nimmt die Gesamtzahl der Moleküle um 1 Mol ab. Bei der Reaktion nach Reaktion (3) nimmt die Gesamtzahl der Moleküle um 1 + 0,5 – 0,5 = 1 Mol ab. Wenn man Reaktionen (1) und (3) zusammen betrachtet, dann nimmt die Gesamtzahl der Moleküle bei jeder Reaktion von 1 Mol C2H4 um 1 Mol ab. Wenn man davon ausgeht, dass es 100 Mol an Reaktanten gibt, dann sind es 54,5 × 6% = 3,27 Mol Ethylen. Die Gesamtzahl der Moleküle verringert sich somit um 3,27 Mol. Die verbleibende Menge an Ethylen beträgt 54,5 × (1 – 6%) = 51,23 Mol. Der Anteil von Ethylen an den Produkten beträgt daher 51,23 ÷ (100 – 3,27) = 52,96%. Übrigens: Wenn man die stattfindenden Reaktionen als nur (1) und (3) versteht, sind sowohl die Umsetzungsrate als auch die Selektivität leicht nachvollziehbar – es entsteht keine Verwirrung darüber, dass die Selektivität 100 % betragen sollte! Außerdem kann man, wenn man Reaktion (2) berücksichtigt und zugleich die in den Reaktanten enthaltenen inerten Gase abseits von Ethylen und Wasser einzeln betrachtet, natürlich ebenfalls ein Ergebnis erzielen. Ich glaube jedoch, dass es schwierig sein wird, dies innerhalb von 10 Minuten zu lösen

Es gibt nur die unabhängigen Reaktionen 1 und 2; bei diesen Reaktionen wird alles in Alkohole umgewandelt. Die Selektivität wird dabei durch die Bildung des gewünschten Produkts definiert – und nicht durch das Verbleiben des gewünschten Produkts

Freund im 9. Stock, wenn du so hartnäckig versuchst, die Aufgabenstellungsgruppe zur Vernunft zu bringen und diesen Punkt nicht hervorheben kannst, dann prognostiziere ich, dass du in diesem Jahr bei den beiden Fragen zur Selektion völlig ratlos sein wirst.

Dieser Beitrag wurde zuletzt von xbl240 am 16.09.2016 um 12:57 bearbeitet. Die Aufgabengruppe gibt keine Lösungen preis – sowieso versteht man sie nicht. Zudem sind einige Aufgaben tatsächlich unpräzise. Bei der Aufgabe zur Berechnung des Durchflusses in parallelen Leitungen gibt es Fehler. Es ist auch nicht ungewöhnlich, dass in den Prüfungsfragen Fehler vorkommen. In den Prüfungen der Jahre 2013 und 2014 gab es solche Fehler – bei einer Aufgabe ging es um die Berechnung der isentropischen Dehnarbeit