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Zusammenfassung Energetik - Chemie Lernzettel Leistungskurs Abitur 2022 (15 Punkte)
Lernzettel Energetik Klasse 11-13
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ENERGETIK,Arten der
Energie
:
/
Lichtenergie
thermische
Energie ⇐ > chemische Energie
kinetische Energie
elektrische
Energie
Hauptsätze der Thermodynamik
1. Hauptsatz
Energie kann weder verbraucht noch geschaffen werden ,
.
Sie kann nur von einer Form in die andere
umgewandelt werden (Energieerhaltungssatz) .
2. Hauptsatz
Die
Gesamtenergie kann bei
freiwilligen Prozessen nur zunehmen oder
gleich bleiben jedoch niemals abnehmen
,
.
Systeme der chemischen Enengetik
sys-stf-as-I-EFE-sp.de
| |
der der
Umgebung Umgebung
Offen Ja Ja Lagerfeuer ,
Ökosysteme Zellatnuvg Fotosynthese
, , ,
Lino Flasche
-
Geschlossen Nein Ja chemische Reaktion
Erlenmeyerkolben ,
Kühlpad , Wärmflasche
Isoliert Nein Nein Dewar -
Gefäß
U
Innere
Energie
Jede Stoffportion besitzt eine gespeicherte Energie (innere Energie U)
-
die innere
Energie eines stofflichen Systems ist die Summe aus
-
. . .
. . .
Kernenergie
chemischer
. .
.
Energie
. . . thermischer
Energie
ein absoluter Stottportion ist nicht messbar
Energiegehalt einer
-
,
bei chemischen Reaktionen ist messbar :
aber
Energieerhaltung
:
Drv =
U produkte -
✓ Edukte
1
,Reaktions
energie
die bei chemischen Reaktionen frei bzw (Reaktionswärme Qr) und
Energie , .
benötigt wird ,
setzt sich aus Wärme
Arbeit (Volumenarbeit W = -
p
.
AV)
zusammen :
Br U Qr W Qr p DU
= t = -
.
Dabei werden zwei Fälle unterschieden :
A. Reaktion bei konstantem Druck :
Volumenarbeit kann verrichtet werden , da der Druck konstant bleibt
und das Volumen damit veränderbar ist .
Dr U =
Qpp p DU
-
.
2. Reaktion bei konstantem Volumen :
Hier kann keine Volumenarbeit verrichtet werden ,
da das
Volumen nicht veränderbar ist :
DU =
0
Dr V =
Qr p ,
Enthalpie ( Einheit KJ)
:
Reaktionsenthalpie :
Da viele chemische Reaktionen im Labor in offenen Gefäßen , also bei konstantem Druck , ablaufen , verwendet
konstantem Druck Qr p
man als
energetische Zustandsgrößen die Reaktionswärme bei ,
.
Sie wird Enthalpie H (Reaktionsenthalpie) genannt .
Dr H =
Qr , p Arlt =
AN +
p
. DU
°
Standardveaktionseerthalpie Dr H bei p
=
101,3 kPa und F- 25°C
Enthalpiediagramm
2
, Kalorimetrie
abgegebene Wärme bei chemischer Reaktion
auffangen und messen
-
Reaktions
gefäß wird in ein mit Wasser
-
-
gefülltes Thermesgefäß gestellt
Messung derTemperatur vor Beginn
-
der Reaktion
-
während Reaktion entweder nimmt :
Wasser in Form von Wärme auf
Energie
oder
gibt Energie in Form von Wärme ab
↳
Temperaturänderung Wärmemenge =
die auf oder
abgegeben wurde
-
Magnetometer vermischt Wasser mit Rohrrotor
-
(gleichmäßigeTemperaturverteilung)
-
Thermometer in Wasser
Reagenzglas in dem
Reaktionsgemisch
-
,
vorliegt wird mit weiterem Reagenzglas
umschlossen , welches mit Glas Wolle
gefüllt ist ( Wärmemenge wird langsam
abgegeben undGlas springt nicht)
Berechnung d. ReaktionsWärme :
Die
Wärmeenergie Qr , p ,
die bei der Kalometrie von Wasser
aufgenommen wird , ist proportional zur
Temperaturänderung (Tz Ta) und zur Masse
AT =
-
des Wassers m (Wasser) Der Proportionalitätsfaktor
.
ist die spezifische Wärmekapazität des Wassers cp .
^
^
( 1g
-
Cp ( Wasser) K auf ,
4,18 J g- Wasser nimmt die
Energie 4, a 8J wenn eine
=
von
-
.
„
)
"
1K stattfindet
Temperaturerhöhung um
Qnp Cp ( Wasser) ( Wasser)
=
- .
m .
ßT
Beispiel :
Reaktion von 100mL Salzsäure mit 100mL
Natronlauge (jeweils (
=
0,5 E- )
"
.
DT =
3,1K (gemessen)
mlWasser) -
200g ^ "
cp (Wasser)
-
4,18 J -
g- .
K
^ -
"
K
Qr 4,18J g- 200g 3,1K =
2592J 2,592 KJ
-
= -
.
. . - =
, p
Die ReaktionsWärme bei konstantem Druck ,
bzw .
Reaktionsenthalpie , beträgt
Dr H =
2592J
-
.
3
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