Der DEACON-Prozess wird zur Herstellung von Chlor verwendet. Dabei reagieren Chlorwasserstoff (HCl) und Sauerstoff (O2) mithilfe von Kupferchlorid (CuCl2) als Katalysator zu Chlor (Cl2) und Wasser (H2O). Die Reaktion kann wie folgt dargestellt werden:
4HCl + O2 -> 2Cl2 + 2H2O
Um die Ausbeute an Chlor zu erhöhen, kann der Druck und die 🌡️ im Reaktionsgefäß verändert werden. Die Auswirkungen von Druck und Temperatur auf die Ausbeute werden im Folgenden genauer betrachtet.
1. Einfluss des Drucks:
Durch eine Erhöhung des Drucks kann das Gleichgewicht der Reaktion in Richtung der Produkte (Chlor) verschoben werden. Laut dem Le Chatelierschen Prinzip verschiebt eine Erhöhung des Drucks das Gleichgewicht in die Richtung mit weniger Gasen. Da auf der rechten Seite der Reaktionsgleichung (2Cl2) weniger Gase vorhanden sind als auf der linken Seite (4HCl + O2), wird das Gleichgewicht durch eine Druckerhöhung in Richtung der Produkte verschoben. Dadurch erhöht sich die Ausbeute an Chlor.
2. Einfluss der Temperatur:
Die Reaktion im DEACON-Prozess ist exotherm, da bei der Umwandlung von Chlorwasserstoff und Sauerstoff zu Chlor und Wasser Energie freigesetzt wird. Bei exothermen Reaktionen steigt die Ausbeute an Produkten mit sinkender Temperatur. Das bedeutet – dass das Gleichgewicht bei niedrigerer Temperatur eher auf Seiten der Produkte liegt.
Die Gleichgewichtskonstante einer chemischen Reaktion ist temperaturabhängig. Eine Erhöhung der Temperatur führt zu einer Verschiebung des Gleichgewichts in Richtung der Endothermie, während eine Verringerung der Temperatur das Gleichgewicht in Richtung der Exothermie verschiebt. Daher liegt bei niedrigeren Temperaturen das Gleichgewicht im DEACON-Prozess eher auf Seiten der Produkte was zu einer höheren Ausbeute an Chlor führt.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass eine Erhöhung des Drucks und eine Verringerung der Temperatur im DEACON-Prozess die Ausbeute an Chlor erhöhen können. Durch eine Druckerhöhung wird das Gleichgewicht in Richtung der Produkte verschoben, während eine Temperaturabsenkung das Gleichgewicht ähnlich wie auf Seiten der Produkte liegen lässt. Die Gleichgewichtskonstante ändert sich sowie bei einer Veränderung des Drucks als ebenfalls der Temperatur.
Einfluss von Druck und Temperatur auf die Ausbeute an Chlor bei der DEACON-Prozess
Wie kann der Druck und die Temperatur im DEACON-Prozess verändert werden, um die Ausbeute an Chlor zu erhöhen? Wie verändert sich dabei die Gleichgewichtskonstante?