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 (Natron) 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 (ΔRH theor. = 31 kJ/mol)

Experiment 2: Lösungsenthalpie verschiedener Salze

Hier wird die Lösungsenthalpie von Kaliumchlorid (KCl) und Calciumchlorid (CaCl₂) 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 (ΔLH 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 $c = 0,5 mol/l$ werden mit 25 ml Natronlauge $c = 0,5 mol/l$ 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 (ΔRH 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.