Aufgabe 4 · Abitur NRW Chemie LK · Ethansäureethylester 2026

Material 2: Estergleichgewicht [2]

Die Herstellung von Ethansäureethylester aus Ethansäure und Ethanol ist eine Gleichgewichtsreaktion, die nach folgender Reaktionsgleichung verläuft:

$$\mathrm{CH_3\text{-}CH_2OH + CH_3\text{-}COOH \rightleftharpoons CH_3\text{-}CO\text{-}O\text{-}CH_2\text{-}CH_3 + H_2O}$$

Bei einer Synthese wurden in einem Reaktionsgefäß unter Zugabe eines Katalysators $5\text{ mol}$ Ethansäure und $5\text{ mol}$ Ethanol zur Reaktion gebracht. Mit einem an der Reaktion unbeteiligten Lösungsmittel wurde das Gesamtvolumen auf einen Liter aufgefüllt.

Eine regelmäßige Bestimmung der Stoffmengenkonzentration der Ethansäure in der Lösung ergab die in Tabelle 1 dokumentierten Werte. Aus diesen können Schlussfolgerungen über die Stoffmengenkonzentration des gebildeten Esters in Abhängigkeit von der Zeit gezogen werden.

Tab. 1: Stoffmengenkonzentrationen von Ethansäure in der Lösung in Abhängigkeit von der Zeit

$t$ in $\text{min}$ · $0$ · $20$ · $40$ · $60$ · $80$ · $140$ · $200$ · $240$ · $300$

$c(\mathrm{CH_3COOH})$ in $\frac{\text{mol}}{\text{L}}$ · $5$ · $2{,}98$ · $2{,}47$ · $2{,}24$ · $2{,}05$ · $1{,}95$ · $1{,}90$ · $1{,}90$ · $1{,}90$

Folgende allgemeine Aussagen über die Gleichgewichtsreaktion zur Bildung von Ethansäureethylester wurden außerdem getroffen:

♦ Aussage 1:

Durch Abtrennung der gebildeten Produkte aus dem Reaktionsgemisch erhöht sich die Ausbeute an Ester.

♦ Aussage 2:

Die Gleichgewichtskonstante $K_c$ wird kleiner, wenn zur Bildung von Ethansäureethylester anstatt Ethansäure-Lösung der Stoffmengenkonzentration von $c = 0{,}1\,\frac{\text{mol}}{\text{L}}$ eine Ethansäure-Lösung der Stoffmengenkonzentration von $c = 0{,}5\,\frac{\text{mol}}{\text{L}}$ eingesetzt wird.

♦ Aussage 3:

Durch den Einsatz von Katalysatoren bei der Herstellung von Ethansäureethylester vergrößert sich die Gleichgewichtskonstante $K_c$ und somit ist die Stoffmengenkonzentration der Produkte nach Gleichgewichtseinstellung größer als bei einer vergleichbaren Reaktion ohne Katalysator.

4 Skizzieren Sie ein Diagramm, das die Stoffmengenkonzentrationen der Ethansäure und des Ethansäureethylesters in der Lösung bei dem betrachteten Estergleichgewicht in Abhängigkeit von der Zeit darstellt (M 2).