Aufgabe
- Arbeitsauftrag
Vergegenwärtigen Sie sich, dass die Stellung der Doppelbindung bei der Olefin-Metathese und die Konzentrationsverhältnisse entscheidenden Einfluss auf die C-Zahl-Verteilung des Produktgemisches haben. Um Schreibarbeit zu sparen, werden Alkyliden-Gruppen hier einfach mit der Anzahl der Atome bezeichnet!
- Es liegen drei isomere geradkettige Olefine C20H40 vor:C9H19-CH=CH-C9H19 (Abkürzung C10=C10)C14H29-CH=CH-C4H9 (Abkürzung C15=C5)C18H19-CH=CH2 (Abkürzung C19=C1)Sie werden einer Metathese mit einer gleichmolaren Menge an But-2-en (Abkürzung: C2=C2) unterworfen. Geben Sie die Gleichgewichtszusammensetzung an.
- Wie ist die Produktverteilung, wenn C9H19-CH=CH-C9H19 (Abkürzung C10=C10) mit But-2-en (Abkürzung: C2=C2) im Molverhältnis 1:9 einer Metathese unterworfen wird?
Die Metathese ist entropisch getrieben, so dass sich die Gleichgewichtszusammensetzung aus einer statistischen Umverteilung der Akyliden-Gruppen ermitteln lässt.
1. Aus den Molenbrüchen werden die Gleichgewichtskonzentrationen berechnet:
Daraus berechnen sich folgende Gleichgewichtskonzentrationen:
- Tab.1
Olefin C-Zahl Molenbruch in mol-% C10=C10 20 1/2 · 1/2 = 1/4 25,0 C10=C2 12 2·1/2 · 1/2 = 2/4 50,0 C2=C2 4 1/2 · 1/2 = 1/4 25,0 Daraus berechen sich folgende Gleichgewichtskonzentrationen:
- Tab.2
Olefin C-Zahl Molenbruch in mol-% C15=C15 30 1/4 · 1/4 = 1/16 6,25 C15=C5 20 2 · 1/4 · 1/4 = 2/16 12,50 C15=C2 17 2 · 1/4 · 1/2 = 2/8 25,00 C5=C5 10 1/4 · 1/4 = 1/16 6,25 C5=C2 7 2 · 1/4 · 1/2 = 2/8 25,00 C2=C2 4 1/2 · 1/2 = 1/4 25,00 Die Produktverteilung für die Metathese von C19=C1 berechnet sich analog dem voranstehenden Beispiel:
- Tab.3
Olefin C-Zahl in mol-% C19=C19 38 6,25 C19=C2 21 25,00 C19=C1 20 12,50 C2=C2 4 25,00 C2=C1 3 25,00 C1=C1 2 6,25 2. In der zweiten Teilaufgabe wird ähnlich verfahren:
- Tab.4
Olefin C-Zahl Molenbruch in mol-% C10=C10 20 1/10 · 1/10 = 1/100 1,0 C10=C2 12 2 · 1/10 · 9/10 = 18/100 18,0 C2=C2 4 9/10 · 9/10 = 81/100 81,0
- Hinweis
- Wenn Sie Schwierigkeiten mit der Wahrscheinlichkeitsrechnung haben, dann vergegenwärtigen Sie sich, dass die Wahrscheinlichkeit mit zwei Würfeln die Kombination 6 + 6 zu werfen 1/6 · 1/6 = 1/36 beträgt. Die Wahrscheinlichkeit die Kombination 5 + 1 zu werfen beträgt dahingegen 2 · 1/6 · 1/6 = 2/36.