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Enthalpie, Entropie, Freie Enthalpie, Satz von Hess, Stöchiometrie
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Luchinchi
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-Systeme -Kalorimeter -1.Hauptsatz & 2. Hauptsatz -Berechnung Reaktionsenthalpie -Satz von Hess und Stöchiometrie
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would makalio Chemische Thermodynamik la I Hauptsatz der Thermodynamik Bei einem Prozess kann Energie weder geschaffen noch vernichtet werden. 77 17 ewandelt werden. Sie kann nur von einer in eine andere Form umgen 130 Systeme offenes System • Stoffaustausch mit U möglich • Energieaustausch mit U möglich 2.B. Kochtopf exotherme Reaktionen endotherme Reaktionen e Abgeschlossenes/kso hiertes System Stoffaustausch mit U nicht möglich! Energie austausch mit U nicht möglich. AH ≤0 4 AH > O -geschlossenes Stoffaustausch mit U nicht möglich Energieaustausch mit U nicht möglich z. B. Verschlossenes Reagenzglas bossenes System A exotherme Reaktion Energieabgabe an die Umgebung endotherme Reaktion = Energieaufnahme aus der Umgebung Bei chem, Reaktionen können Reaktionswärme entweder bei konstantem h Volumen oder konstantem Druck gemessen werden Innere Energie U = Gesamtenergieinhalt einer Stoffportion → AU) Bei konstantem Volumen gemessene Reaktionswärme Reaktions energie Bei konstantem Druck → Reaktionsenenghalpie AH Enthalpieanderung gemessene Reaktionswärme = AH (Enthalpie-Differenz) U= Umgebung - verliert Wärme Q2n Umgebung + Nimmt Wärme 4 aus Umgebung auf 0 Kalorimeter = Mithilfe eines Kalorimeter lassen sich Reaktionsenthalpien berechnen Thermometer Glasstab als Rohner ist HentqucH I Deckel aus Styropor oa -Becherglas (250ml) ARH = -Q₁ = Cp ⋅ m. AT QR Proportionalitatsfaktor Cp ist die spezifische Warmekapazität für Wasser Cp= 4,18 J.g Masse vom Wasser AR H Reaktionsgefäß -Styropor Kögelchen Berechnung von Reaktionsenthalpien Enthelpieänderung berechenbar mit Werten der OT AfHim f₂ Bildung m - 0 Reaktionsgemisch S Becherglas (600 ml) Die Vom Wasser aufgenommene Warmemange QR ist proportional zur Temperatur differenz 4T = T₂-T₂ Martin Temperatur nach der Reaktion. V AR Hom ARH m = molare Reaktionsenthalpienswille vor ware Standart Bildungsenthalpie C molar = standartbedingungen ARH m = [4f4ºm ( Produkte) - Σ Af Him (Edukte) Beispiel + CO₂ (9) C2CO315) -a (s) 2 1 тов -1207 KJ mol 1635 KS vol...
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393 KJ moln gmotors Edukt Produkt Produlet Temperato der Peaktion ARH°m = Afltm (C₂₂0) + 4/Him (CO₂) - A&H°m ((a (O₂) ARHom= - 635 kJ. mol 1 -393KJ.mal ^ - [ - 1207 kJ mol^ []) A +179 KJ mol (endotheme Reaktion Satz von Hess Der Reaktionsweg hat keinen Einfluss auf die Enthalpie änderung" C, 0₂ O (2) Energiediagramm CO₂ a (1) A сог (2) CO Entropie (5) O CO 3 3" 1 C + 0₁₂ р сог ARH = -393 KJ/Mal 2 2 C + 40₂ CO ден = -ли куумал CO + 1/1/20₂2 -> CO₂ ARH = -282 KJ/Mol ARH = - is + (-282) = -393 KJ/Mok O O Unordnungsgrad steigt II Hauptsatz der Thermodynamik # Bei jedem Spontan ablaufenden Vergang ist Zunahme der Unordnung ist ein weiterer Faktor für die Triebkraft einer chemischen Reaktion ~ Entropie steigt O ist die Spontane endotherme Reaktion lauft ab weil entropie zument -Entropie abhängig von Temperatur -Es gibt nor positive Entropierente Summe der Entropieänderungen eines Systems und dessen Umgebung größer null. Die Entropie kann sich folglich nur erhöhen." molare Entropicadering AS berechenbar Mithilfe der molaren Standart- Bildungsentropie AS (1000 hPa, 298k) Werte in J. mot K AR Som = [ Sºm (Produkte) - [5°m (Edukte) Standart-Reaktionsentropie Feie Enthalpie Gibbische Energie G G=H-T·S ARSom ist positiv → Entropie nimmt beim Ablauf der Reaktion zo ARSom ist negativ> Entropie nimmt ab - Differenz aus der Enthalpie H__ und dem Produkt aus Temperatur und Entropie S eines Systems. AG-AH-TAS 0 ARGm = Σ AfG in / Produble) - AfGºin (Edukte) AG<0 (Energie wird frei) exergonisch + Reaction läuft freiwilling ab AG>O (Energie wird gebraucht) endergonisch & Reaktion läuft nicht spontan ab Reaktion läuft Spontan ab, wenn Enthalpie abnimmt (AH ≤0) und Entropie zunimmt 642 Reaktionen laufen nie freiwillig ab, wenn die Enthalpie zunimmt (AH2O) und die Entropie abnimmt fo eine bestimmte Temperater überschritten wurde, sodass Produkt AS·T großer 21s AH und dadurch AG negativ. Endotherme Reaktionen - können nur ablaufen wenn "Mit steigender Temperatur wächst AS auf den Reaktionsverlauf" der Einfluss von exotherme Reaktionen Enthalpies ndering Att Enthalpieänderung AH 20, exotherm 20; exotherm 20; endotherm 20, endotherm n= Mol 1 мол = 6,0 22.10 n= n= Entropicainderung AS |sto|| Î >O• Zunahme n 0,03 ≤0, Abnahme können mit abnehmender Entropie Unterhalb einer bestimmter Temperatur freiwillig ablaufen, solange IT. ASI ≤IAHİ 50 Abnahme > Zunahme -10²3 M = Molare Masse [g/mol] m = Masse [g] Stoffmenge [mol] тол T Freie € 1 Mol Wasserstoffatome wiegen genau 19 M = m/ Enthalpleanderung klein 40 evergonisch groß ≤0 exerganisch klein exergonisch Spontane Peaktion / groß > endergonisch nur bei niedrigen Temperaturen Stachiometrie klein > endergonisch In keinem Fall groß I endergonisch Spartane Reaktion Erläuterung klein > endergonisch Nor bei hohen groß < exergonisch Reaktions Temperaturen Spontarer Reaktions- ablauf C in beiden Fällen spontane Reaktion 2.B. Stoffmenge K2504 von 5g Kalium fat gesucht: Stoffmengen gegeben: m= 5 g M=2+MK + Ms Ms + 4. Mo M= 2.39 + 32 + 4-16 M= 179 g/mol
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would makalio Chemische Thermodynamik la I Hauptsatz der Thermodynamik Bei einem Prozess kann Energie weder geschaffen noch vernichtet werden. 77 17 ewandelt werden. Sie kann nur von einer in eine andere Form umgen 130 Systeme offenes System • Stoffaustausch mit U möglich • Energieaustausch mit U möglich 2.B. Kochtopf exotherme Reaktionen endotherme Reaktionen e Abgeschlossenes/kso hiertes System Stoffaustausch mit U nicht möglich! Energie austausch mit U nicht möglich. AH ≤0 4 AH > O -geschlossenes Stoffaustausch mit U nicht möglich Energieaustausch mit U nicht möglich z. B. Verschlossenes Reagenzglas bossenes System A exotherme Reaktion Energieabgabe an die Umgebung endotherme Reaktion = Energieaufnahme aus der Umgebung Bei chem, Reaktionen können Reaktionswärme entweder bei konstantem h Volumen oder konstantem Druck gemessen werden Innere Energie U = Gesamtenergieinhalt einer Stoffportion → AU) Bei konstantem Volumen gemessene Reaktionswärme Reaktions energie Bei konstantem Druck → Reaktionsenenghalpie AH Enthalpieanderung gemessene Reaktionswärme = AH (Enthalpie-Differenz) U= Umgebung - verliert Wärme Q2n Umgebung + Nimmt Wärme 4 aus Umgebung auf 0 Kalorimeter = Mithilfe eines Kalorimeter lassen sich Reaktionsenthalpien berechnen Thermometer Glasstab als Rohner ist HentqucH I Deckel aus Styropor oa -Becherglas (250ml) ARH = -Q₁ = Cp ⋅ m. AT QR Proportionalitatsfaktor Cp ist die spezifische Warmekapazität für Wasser Cp= 4,18 J.g Masse vom Wasser AR H Reaktionsgefäß -Styropor Kögelchen Berechnung von Reaktionsenthalpien Enthelpieänderung berechenbar mit Werten der OT AfHim f₂ Bildung m - 0 Reaktionsgemisch S Becherglas (600 ml) Die Vom Wasser aufgenommene Warmemange QR ist proportional zur Temperatur differenz 4T = T₂-T₂ Martin Temperatur nach der Reaktion. V AR Hom ARH m = molare Reaktionsenthalpienswille vor ware Standart Bildungsenthalpie C molar = standartbedingungen ARH m = [4f4ºm ( Produkte) - Σ Af Him (Edukte) Beispiel + CO₂ (9) C2CO315) -a (s) 2 1 тов -1207 KJ mol 1635 KS vol...
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