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Schwefeldioxid/Schwefeltrioxid - Saurer Regen

Zusammenfassung und Auswertung der Ergebnisse

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Abb.1
Verbrennung von Schwefel

Sowohl die Reaktion von Schwefel zu SO2, als auch die Reaktion von Schwefel zu SO3 ist exergonisch, dass heisst, die Reaktion läuft freiwillig ab und das Gleichgewicht liegt auf der Seite der Produkte. Die Reaktion zu SO2 ist jedoch bei 1300 K begünstigt.

Entstehendes SO3 würde bei diesen Temperaturen wieder zu SO2 und O2 zerfallen, da es sich unter den gegebenen Bedingungen um eine endergonische Reaktion handelt.

Auch bei Raumtemperatur würde die Reaktion von Schwefel zu SO2 und SO3 möglich, hierbei wäre jedoch SO3 begünstigt und entstehendes SO2 würde mit Sauerstoff zu SO3 reagieren.

Alleine durch die Thermodynamik ist der komplexe Vorgang bei diesen Reaktionen jedoch nicht zu erklären, denn die Erfahrung zeigt, dass Schwefel bei Raumtemperatur nicht mit Sauerstoff reagiert. Ein thermodynamisch möglicher Prozess muss also in der Praxis nicht unbedingt umsetzbar sein.

Bei 1300 K verläuft die Reaktion von S zu SO3 sehr langsam, so dass der Schwefel fast komplett zu SO2 reagiert. Bei den herrschenden Temperaturen würde SO3 sofort wieder zerfallen.

Bei Raumtemperatur würde Schwefel mit Sauerstoff nicht reagieren. Die Reaktion von SO2 zu SO3 würde nur extrem langsam, praktisch gar nicht ablaufen.

Es reicht also nicht nur die Thermodynamik einer Reaktion zu kennen, man muss sich auch mit der Kinetik einer Reaktion beschäftigen, bevor man eine vollständige Aussage über eine Reaktion treffen kann.

Für das vorliegende Beispiel bedeutet das:

  1. Bei Raumtemperatur erfolgt praktisch keine der drei Reaktionen, da für alle drei Reaktionen die Aktivierungsenergie nicht zu überwinden ist.
  2. Bei höheren Temperaturen erfolgt eine Reaktion, aufgrund der oben genannten Gründe entsteht hierbei jedoch ausschließlich Schwefeldioxid. (Um SO3 industriell herzustellen verwendet man daher V2O5 -Katalysatoren, die bereits bei relativ niedrigen Temperaturen die gewünschte Reaktion begünstigen.)
  3. Aus den Rechnungen ist zu erkennen, das die Reaktion des abgekühlten SO2 mit Luftsauerstoff zu SO3 in der Atmosphäre theoretisch möglich wäre, allerdings kann hierfür die Aktivierungsenergie nicht überwunden werden.
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