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Kalorimetrie für die Klasse 11 - Prinzip, Experimente und Aufgaben

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21.2.2021

Chemie

Kalorimetriepraktikum

Kalorimetrie für die Klasse 11 - Prinzip, Experimente und Aufgaben

Kalorimetrie-Experimente zur Bestimmung von Reaktions- und Lösungsenthalpien

Die Kalorimetrie ist eine wichtige Methode in der physikalischen Chemie zur Messung von Wärmeeffekten bei chemischen Reaktionen und Lösungsvorgängen. Dieses Praktikum umfasst drei Experimente:

  • Bestimmung der Reaktionsenthalpie der Reaktion von Natriumhydrogencarbonat mit einer Säure
  • Ermittlung der Lösungsenthalpie verschiedener Salze (KCl und CaCl₂)
  • Messung der Neutralisationsenthalpie bei der Reaktion von Salzsäure mit Natronlauge

Die Experimente nutzen ein Kalorimeter zur präzisen Temperaturmessung. Aus der Temperaturänderung und bekannten Stoffmengen lassen sich die molaren Enthalpien berechnen. Dabei werden auch theoretische Werte zum Vergleich herangezogen.

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Chemie

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21. Feb. 2021

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Kalorimetrie für die Klasse 11 - Prinzip, Experimente und Aufgaben

Kalorimetrie-Experimente zur Bestimmung von Reaktions- und Lösungsenthalpien

Die Kalorimetrie ist eine wichtige Methode in der physikalischen Chemie zur Messung von Wärmeeffekten bei chemischen Reaktionen und Lösungsvorgängen. Dieses Praktikum umfasst drei Experimente:

  • Bestimmung der Reaktionsenthalpieder Reaktion von Natriumhydrogencarbonat mit einer... Mehr anzeigen

Kalorimetriepraktikum
Hinweise:
EXP 1: Reaktionsenthalpie der Reaktion von Natron mit einer Säure
D: Gib in ein Kalorimeter 25 ml Säurelösun

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Kalorimetriepraktikum: Bestimmung von Reaktions- und Lösungsenthalpien

Dieses Praktikum umfasst drei Experimente zur Bestimmung verschiedener Enthalpien mittels kalorimetrischer Messungen.

Experiment 1: Reaktionsenthalpie von Natriumhydrogencarbonat mit Säure

In diesem Versuch wird die Reaktionsenthalpie der Reaktion von Natriumhydrogencarbonat NatronNatron mit einer Säure bestimmt. Dazu werden 25 ml Säurelösung in ein Kalorimeter gegeben und 5 g Natriumhydrogencarbonat unter Rühren hinzugefügt.

Highlight: Die Anfangstemperatur beträgt 22,0°C und die Temperaturänderung -4,8 K.

Die Aufgaben umfassen:

  1. Beobachtungen während der Reaktion notieren
  2. Reaktionsgleichung entwickeln
  3. Berechnung der Reaktionsenthalpie ΔRh
  4. Berechnung der molaren Reaktionsenthalpie
  5. Berechnung der theoretischen Temperaturänderung bei vollständiger Umsetzung ohne Wärmeverluste ΔRHtheor.=31kJ/molΔRH theor. = 31 kJ/mol

Experiment 2: Lösungsenthalpie verschiedener Salze

Hier wird die Lösungsenthalpie von Kaliumchlorid KClKCl und Calciumchlorid CaCl2CaCl₂ untersucht. Je 5 g Salz werden in 25 ml Wasser im Kalorimeter gelöst.

Example: Für KCl: Anfangstemperatur 21,9°C, Endtemperatur 12,8°C, Temperaturänderung -9,1 K Example: Für CaCl₂: Anfangstemperatur 22,0°C, Endtemperatur 46,2°C, Temperaturänderung +24,2 K

Die Aufgaben beinhalten:

  1. Angabe der Dissoziationsgleichungen der Salze
  2. Berechnung der Lösungsenthalpie ΔLh
  3. Berechnung der molaren Lösungsenthalpien
  4. Berechnung der theoretischen Endtemperaturen ohne Wärmeverluste ΔLHtheor.=18kJ/molfu¨rKCl,81kJ/molfu¨rCaCl2ΔLH theor. = 18 kJ/mol für KCl, -81 kJ/mol für CaCl₂

Experiment 3: Neutralisationsenthalpie

In diesem Versuch wird die Neutralisationsenthalpie der Reaktion von Salzsäure mit Natronlauge bestimmt. 25 ml Salzsäure c=0,5mol/lc = 0,5 mol/l werden mit 25 ml Natronlauge c=0,5mol/lc = 0,5 mol/l im Kalorimeter gemischt.

Highlight: Anfangstemperatur 21,9°C, Endtemperatur 25,0°C, Temperaturänderung +3,1 K

Die Aufgaben umfassen:

  1. Entwicklung der Reaktionsgleichung, Ionengleichung und vereinfachten Ionengleichung
  2. Berechnung der Reaktionsenthalpie ΔRh
  3. Berechnung der molaren Neutralisationsenthalpie
  4. Berechnung der theoretischen Endtemperatur ohne Wärmeverluste ΔRHtheor.=56kJ/molΔRH theor. = -56 kJ/mol

Vocabulary: Kalorimeter: Ein Gerät zur präzisen Messung von Wärmeeffekten bei chemischen Reaktionen oder physikalischen Prozessen.

Definition: Reaktionsenthalpie: Die bei einer chemischen Reaktion freigesetzte oder aufgenommene Wärmemenge unter konstanten Druckbedingungen.

Definition: Lösungsenthalpie: Die Wärmemenge, die beim Lösen eines Stoffes in einem Lösungsmittel freigesetzt oder aufgenommen wird.

Definition: Neutralisationsenthalpie: Die bei der Neutralisation einer Säure mit einer Base freigesetzte Wärmemenge.

Diese Experimente demonstrieren, wie ein Kalorimetrie-Experiment funktioniert und wie man durch präzise Temperaturmessungen wichtige thermodynamische Größen bestimmen kann. Die Berechnungen der molaren Enthalpien und der Vergleich mit theoretischen Werten zeigen, wie Kalorimetrie-Experimente genauer gemacht werden können.

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Hans T

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