Zusammenfassung
Abizusammenfassung chemischer Thermodynamik
Formeln, Beispielrechnungen, Diagramme und Definitionen zu dem chemischen Thermodynamik
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Volumen ändert sich ,Chemische Thermodynamik b) U bei offenen Systemen wenn Gase entstehen
↓
· bei chemischen Reaktionen ist normalerweise p=konstant (= offenes System)
Energie: griech. energeia = wirkende Kraft, das Treibende · Wenn Gase entstehen, dann muss das Gas Volumenarbeit leisten Wu p SV = - .
Energieformen:
↓
verbraucht Energie Volumenarbeit
· Lageenergie · Lichtenergie Fotovoltaik ↓
in · Elektrische Energie Um diesen Energiebetrag ist die Reaktionswärme im offenen System kleiner als AH
· kinetische Energie Fluoreszenz these Galvanische Zelle Aufladen Akku
· Die bei konstantem Druck p gemessene Reaktionswärme Qr entspricht
, p
endotherme Rut
= Physik · Wärmeenergie · Chemische Energie der Reaktionsenthalpie Ar H (H heat) ,
=
Verbrennung
-
Formeln :
Energieerhaltungssatz (1. Hauptsatz der Thermodynamik) darüber ermittelt
Vom reagierenden System Von der Umgebung aufgenommene
· Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden; sie kann lediglich in abgegebene oder oder abgegebene Wärmeenergie
ArH =
-Qr P
eine andere Form umgewandelt werden
, .
aufgenommene Wärmemenge ↑
Messwert
· In einem abgeschlossenen (isolierten) System ist die Gesamtenergie konstant bei p= konstant
kein
·
Energie-/Stoffaustausch mit
Umgebung keine Volumenarbeit
Bei Reaktionen in Lösung ohne Volumenänderung gilt: Arl =
ArtI da kein Gas entsteht
,
Energie bei chemischen Reaktionen
Kalorimeter - Messung von Energieänderungen/Reaktionsenthalpien
1. äußere Energie:
· potentielle Energie · Kalorimeter = wärmeisoliertes Gefäß, in welchen man die Temperatur der
· kinetische Energie Reaktionsmischung verfolgt
man kann die Wärmeenergie, die sich während der chem. Rkt verändert, erfassen
2. a) innere Energie „U“:
· bei abgeschlossenem System d.h. bei Volumen=konstant Isolation
-
Qr
Beispiel Zn aq)
v
Ukern In HUcaq) Haeg) 20 aqu
,
U =
-
Uchem -
+
Utherm .
+ < + +
L ↓ L
im abgeschlossenen System
ändert sich ändert sich bei Vorgängen Änderung bei Zu +
HUcaq)
bei Kernprozessen in der e -Hülle Aggregatzustands-
gibt
Eb
(radioantiver Zerfall) chem. Reaktion änderung &
Umgebung
Änderung Bdgszustand H O
,
nimmt E auf
(pos)
Merke ::
Der absolute Energieinhalt eines Systems ist nicht bestimmbar.
· Das Reaktionssystem gibt eine gewisse Wärmemenge an das umgebende Wasser
Messbar oder berechenbar sind nur dessen Energieänderungen
(= Umgebung) ab
i
Otherm Vor RKt · Diese von der Umgebung aufgenommene Wärmeenergie bezeichnet man als Qr v
ErM
1
et Nach R4t ,
Edulte Produkte All =
H -
UY · Qr v ist über die Temperaturänderung des Wassers messbar
,
Reaktion
exotherm AU 0 =
Vorzeichen Aill -Qr V hier ArU/zn/Ha) 156 5; ArH(Zn/Ha) 154 0 Mo
neg
: < .
=
: = -
=
-
, , ,
Produkte
endotherm AU 0 E Vorzeichen Edukt nicht Art- Ar U
gasförmig ist und Produkt
> Wenn
pos
:
.
-
,
Edukte
&
, Berechnungen zu kalorimetrische Messungen
Molare Standard-Bildungsenthalpie
= molare Reaktionsenthalpie für die Bildung einer Verbindung aus den Elementen
· In der Rktgleichung muss das Reaktionsprodukt immer mit dem
stöchiometrischen Faktor 1 auftreten
· für elementare Stoffe gilt allgemein:
· Standardbildungsenthalpie kann man z.T. kalorimetrisch ermitteln
dazu muss man gucken, ob die Reaktion unter den gegeben
Reaktionsbedingungen ablaufen könnte
wenn bspw. Nebenprodukte entstehen kann man keine Enthalpie berechnen
Berechnung von Reaktionsenthalpien aus Standardbildungsenthalpien
· Die vom System an die Umgebung abgegebene Energie erhält ein negatives
Vorzeichen: Das System vertiert Energie Gegeben: molare Standardbildungsenthalpie der an der Rkt beteiligten Stoffe
· Wenn umgekehrt das Reaktionssystem Wärme aus der Umgebung aufnimmt oder
die Umgebung Arbeit am System leistet, erhält die vom System aufgenommene
Energie ein positives Vorzeichen: Das System gewinnt Energie hinzu
· ungenaues Abmessen oder Abwiegen
· Wärmeaustausch mit Umgebung (oben offen)
· hydroskopische Salze
· Kalorimeter nimmt ebenfalls Wärme auf
müssen geeicht werden
=> 1. Weg - sinnvoll, wenn ich Tabellen gegeben habe
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