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Ammoniaksynthese

Die Reaktionsgleichung zur Bildung von Ammoniak für einen Formelumsatz und die dazugehörende Gleichgewichtskonstante für diese Reaktionsformulierung sind nachfolgend angegeben.

N 2 + 3   H 2 2   N H 3 K ( Bildung ) = c ( NH 3 ) 2 c ( N 2 ) c ( H 2 ) 3

Der Zerfall von Ammoniak ist der entgegengesetzte Reaktionsweg der Ammoniak-Bildung.

2   N H 3 N 2 + 3   H 2 K ( Zerfall ) = c ( N 2 ) c ( H 2 ) 3 c ( NH 3 ) 2

Das Produkt der beiden Gleichgewichtskonstanten ist daher eins.

K ( Bildung ) = 1 K ( Zerfall )

Aber beide Reaktionsgleichungen beschreiben ein Gleichgewicht zwischen Stickstoff, Wasserstoff und Ammoniak.

Bildung und Zerfall von Ammoniak mit anderen stöchiometrischen Zahlen würde andere Gleichgewichtskonstanten ergeben.

1 2 N 2 + 3 2 H 2 N H 3 K ( Bildung ) = c ( NH 3 ) c ( N 2 ) 1 2 c ( H 2 ) 3 2 N H 3 1 2 N 2 + 3 2 H 2 K ( Zerfall ) = c ( N 2 ) 1 2 c ( H 2 ) 3 2 c ( NH 3 )

Die Angabe der Gleichgewichtsbedingung bestimmt auch die Gibbs-Reaktionsenergie, weil die Gibbs-Reaktionenergie die Differenziation der Gibbs-Energie nach der Reaktionsvariablen ξ darstellt und sich auf einen Formelumsatz bezieht.

Δ r G = ( G ξ ) p , T = i ν i Δ f G i = 2 Δ f G ( N H 3 ) Δ f G ( N 2 ) 3 Δ f G ( H 2 )

Z.B. würde ein halber Formelumsatz mit ξ = 0,5mol nur die Hälfte der Gibbs-Reaktionsenergie eines Formelumsatzes ergeben.