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Zusammenfassung Energetik
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Zusammenfassung Energetik
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Energetik allgemein chemische Systeme exotherme & endotherme Reaktionen Brennstoffe Bestimmung/Berechnung einer Reaktionsenthatpie Wärmekapazität eines Kalorimeters Reaktionswärme Entropie Gibbs - Helmholtz-Gleichung Exergonisch & Endergonische Reaktion
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Energetik Energetik allgemein Kinetik: untersucht den zeitlichen Ablauf einer chemischen Reaktion Energetik: untersucht Energieumsătze bei chemischen Reaktionen untersucht ob eine Reaktion möglich ist untersucht Ausbeute einer. Reaktion → 2 H₂O Beispiel knallgasreaktion: 2H₂ + O₂ Energetik: diese Reaktion kann ablaufen und ist exotherm kinetik : bei 10°C 10 Jahre; bei 730° C. 10-6 sekunden Grenzen energetischer Berechnungen: Die Energetik beachtet nicht die Reaktionsgeschwindigkeit (kinetik) Beispiel: Synthese von wasser (bei T = 298 K). A₁G = -474 KJ Die Reaktion ist exergonisch, dauert aber bei T= 298 K 100 000 000 Jahre. Bel T= 430K 10 SS. Inhalt 1. Energetik allgemein ...... .S. 1 2. Grenzen energetischer Betrachtungen... . S. 1 unvollständige Reaktion: nicht alle. Edukte haben voll standig reagiert Edukte und Produkte Liegen unvollständig vor 3. chemische Systeme.....S.2 4. exotherme & endotherme Reaktionen... 5. Brennstoffe 6. Bestimmung einer Reaktionsenthalple.. S.3 7. Berechnung einer Reaktionsenthalpie........ S.4 8. Wärmekapazität eines S. 2. S.2 kalorimeters...... S.6. 9. Enthalpie, Reaktionswärme... S.7 10. Bestimmung einer metastabiler Zustand: - höhere freie Enthalpie als Stabiler Zustand hone Aktivierungsenergie. → wandelt sich nicht/langsam in stabilen. Zustand um Neutralisationsenthalpie s.8 S.9 11. Entropie 12. Gibbs - Helmholtz-Gleichung S.11 13. Exergonisch & Endergonisch S.11 1.4. Temperatur abhängigkeit. S. II. IS. Größen S.13 16. Formeln S. 14 Stoffaustau sch G offenes System =▷ Stoff- und Energieaustausch Energie- austausch Energie E Anfangs- Energie Edukt Energieerhaltungssatz: In einem isolierten System. kann die Gesamtenergie weder zu- noch abnehmen ACH chemische Systeme Aktiverungsenergie exotherme Reaktion ACH O geschlossenes System. => Energie-aber kein Stoffaustausch exotherme und endotherme Reaktionen Endenergie Energie- austausch Produkt Reaktionsverlauf Brennstoffe Energie E Anfangs- energie Brennwert > Heizwert Edukt isoliertes System =▷ kein Stoff- oder Energieaustausch Aktivierungsenergie 7 AH Brennwert: Bei vollständiger verbrennung frei werdende Wärmemenge, Endenergie Heizwert: Bei vollständiger Verbrennung frei werdende Wärmemenge, wenn wasserdampf...
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gebildet wird. Produkt endotherme Reaktion ACH>O Reaktionsverlauf wenn Wasser flüssig gebildet wird (immer positiv, auf Masse bezogen) 2 Reaktion: CuSO4 + Zn Aufgabe: a) welche Stoffmengenkonzentration chat eine Lösung, die 5g Kupfersulfit in Q11 enthält? McCuSO4 •5H₂O) = 249, 7. 9 mol b) welche Masse m hat eine Zinkportion, die der gleichen Stoffmenge in entspricht wie die Kupfersulfatlösung in a)? a). c. = · Messung:. Reaktions- wormo ↓ 40 Bestimmung einer Reaktionsenthalpie b) m = c.V. M (²n) = 35 n = m Material • 2 Joghurtbecher, kupfersulfatiösung. (wasser (100 ml) + kupfersulfat (sg)), Zink (2,5g), Waage, Thermometer 30+. 25 20 0,0200 24029 mol 0,11 versuchsaufbau, Joghurtbecher Stapeln, Kupfersulfatlösung herstellen y in °℃ Auswertung: Masse der *Lösung Q₁ = Cw⋅m · AT 59 249,701 Ablauf: Kupfersulfaflösung herstellen (jede Minute messen), 5 Minuten warten, zink hinzu, messen Zugabe zink Cu + ZnSO4 + 3 = 0,0200 24029 mol 02 0¹ 0,1L: 65,401 ≈ 1,3g 4 t in min | 21 1 O 3 5 6 7 8 9 10 Tin °C 23,7 23,8 23,8 23,9 23,7 24,0 32,9 342 339 53,7 33,4 92 mol/L. X 4 S 6 grafisch er- T Spezifische wärmekapa albat. millette Temperatur- des Wassers differenz in kelvin 8 Maximaldifferenz: 195 k 9 10 EL Q = 4,19 ₁K 1009 · 10,5 K. = 4399,5 J ≈ 4,4 KJ. + 2,5g Zink suppersul Kupfersulfatlosung 3 Produkte können oft durch verschiedene Reaktionen hergestellt werden: (1) C + O₂ 100 AH = 110,5 kJ/mol -273 Temperaturskala °℃ CO + 1/0₂ Satz von Hess: Die Enthalpieanderung zwischen zwei Zuständen ist unabhängig vom Reaktionsweg Berechnung von Reaktionsenthalpien AH=393,5kJ/mol. (111) Die molare Standard-Bildungsenthalpie. Of Him wurde zur Berechnung beliebiger Reaktionsenthalpien eingeführt. Sie gilt bei Standard bedingungen: P = 1013 hPa T = 298 K = Beispiel: сденом Summe к AH 283,0 kJ/mol 373 273 1207 (11) Elemente erhalten in inrer Stabilsten Modifikation. den Wert Null zugeordnet Beispiel: Afm (Graphit) Af H°m (Diamant) = +2 kJ. mol Berechnung einer Reaktionsenthalpie: Oks Ar Hm Aphm (Produkte). - Σ 4AfHim (Edukte) mol Calciumcarbonat. KJ mol) reagiert Reaktionsgleichung: CaCO3 -cao + CO2 Ar HM-(-635 m)-(1207) Of Him : molare = + 179 k Standard bildungsenthalpie zu . Calciumoxid. (AfH°m = -6.35h) und Kohlenstoffdioxia mol => Die Reaktion ist also endotherm (positiver wert) Da das System wärme abgibt. (exotherme Reaktion), setzt man ein negatives Vorzeichen. Da der Druck konstant ist, gilt: Or = A&H =DAH = -4,4 k Es haben nur 5g Kupfersulfat reagiert. das Sind n = 0,02 mol Die molare Reaktionsentalple beträgt also: -4,4k 0,02 mol 2+ 24 Cu²+ + Zn -> cn + Zn²+ Artm= Eindeutige Angabe der motaren Reaktionsethalpie nur zusammen mit der Reaktionsgleichung. Reaktionsentalpien sind vom Aggregatzustand der beteiligten Stoffe abhängig. 2 H₂O(g) ArHm = -48401 2 H₂ (9) C3H8 Ar Hom + 502 Beispiel: Experimentelle Bestimmung der Bildungsenthalpie Propan KJ 2221 mmol ? 2 H₂0 (1) ·3C (craphit), 30₂ (g), 4H₂0 (4) Hm= деном (сэнд). C3H8 + 50₂ C. Ar Hm=-572 3C02 + 4 +20 AHM 4. Af Him(H₂0) 3. AfHim (CO₂)g =-2221 KJ mol 3C02(9); 220 kJ ma 4H₂0(1) Nach dem Satz von Hess gilt: C = a-b C = (4.(-286 )+(3-(-393) - (-222101) = -102 W 5
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Energetik Energetik allgemein Kinetik: untersucht den zeitlichen Ablauf einer chemischen Reaktion Energetik: untersucht Energieumsătze bei chemischen Reaktionen untersucht ob eine Reaktion möglich ist untersucht Ausbeute einer. Reaktion → 2 H₂O Beispiel knallgasreaktion: 2H₂ + O₂ Energetik: diese Reaktion kann ablaufen und ist exotherm kinetik : bei 10°C 10 Jahre; bei 730° C. 10-6 sekunden Grenzen energetischer Berechnungen: Die Energetik beachtet nicht die Reaktionsgeschwindigkeit (kinetik) Beispiel: Synthese von wasser (bei T = 298 K). A₁G = -474 KJ Die Reaktion ist exergonisch, dauert aber bei T= 298 K 100 000 000 Jahre. Bel T= 430K 10 SS. Inhalt 1. Energetik allgemein ...... .S. 1 2. Grenzen energetischer Betrachtungen... . S. 1 unvollständige Reaktion: nicht alle. Edukte haben voll standig reagiert Edukte und Produkte Liegen unvollständig vor 3. chemische Systeme.....S.2 4. exotherme & endotherme Reaktionen... 5. Brennstoffe 6. Bestimmung einer Reaktionsenthalple.. S.3 7. Berechnung einer Reaktionsenthalpie........ S.4 8. Wärmekapazität eines S. 2. S.2 kalorimeters...... S.6. 9. Enthalpie, Reaktionswärme... S.7 10. Bestimmung einer metastabiler Zustand: - höhere freie Enthalpie als Stabiler Zustand hone Aktivierungsenergie. → wandelt sich nicht/langsam in stabilen. Zustand um Neutralisationsenthalpie s.8 S.9 11. Entropie 12. Gibbs - Helmholtz-Gleichung S.11 13. Exergonisch & Endergonisch S.11 1.4. Temperatur abhängigkeit. S. II. IS. Größen S.13 16. Formeln S. 14 Stoffaustau sch G offenes System =▷ Stoff- und Energieaustausch Energie- austausch Energie E Anfangs- Energie Edukt Energieerhaltungssatz: In einem isolierten System. kann die Gesamtenergie weder zu- noch abnehmen ACH chemische Systeme Aktiverungsenergie exotherme Reaktion ACH O geschlossenes System. => Energie-aber kein Stoffaustausch exotherme und endotherme Reaktionen Endenergie Energie- austausch Produkt Reaktionsverlauf Brennstoffe Energie E Anfangs- energie Brennwert > Heizwert Edukt isoliertes System =▷ kein Stoff- oder Energieaustausch Aktivierungsenergie 7 AH Brennwert: Bei vollständiger verbrennung frei werdende Wärmemenge, Endenergie Heizwert: Bei vollständiger Verbrennung frei werdende Wärmemenge, wenn wasserdampf...
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gebildet wird. Produkt endotherme Reaktion ACH>O Reaktionsverlauf wenn Wasser flüssig gebildet wird (immer positiv, auf Masse bezogen) 2 Reaktion: CuSO4 + Zn Aufgabe: a) welche Stoffmengenkonzentration chat eine Lösung, die 5g Kupfersulfit in Q11 enthält? McCuSO4 •5H₂O) = 249, 7. 9 mol b) welche Masse m hat eine Zinkportion, die der gleichen Stoffmenge in entspricht wie die Kupfersulfatlösung in a)? a). c. = · Messung:. Reaktions- wormo ↓ 40 Bestimmung einer Reaktionsenthalpie b) m = c.V. M (²n) = 35 n = m Material • 2 Joghurtbecher, kupfersulfatiösung. (wasser (100 ml) + kupfersulfat (sg)), Zink (2,5g), Waage, Thermometer 30+. 25 20 0,0200 24029 mol 0,11 versuchsaufbau, Joghurtbecher Stapeln, Kupfersulfatlösung herstellen y in °℃ Auswertung: Masse der *Lösung Q₁ = Cw⋅m · AT 59 249,701 Ablauf: Kupfersulfaflösung herstellen (jede Minute messen), 5 Minuten warten, zink hinzu, messen Zugabe zink Cu + ZnSO4 + 3 = 0,0200 24029 mol 02 0¹ 0,1L: 65,401 ≈ 1,3g 4 t in min | 21 1 O 3 5 6 7 8 9 10 Tin °C 23,7 23,8 23,8 23,9 23,7 24,0 32,9 342 339 53,7 33,4 92 mol/L. X 4 S 6 grafisch er- T Spezifische wärmekapa albat. millette Temperatur- des Wassers differenz in kelvin 8 Maximaldifferenz: 195 k 9 10 EL Q = 4,19 ₁K 1009 · 10,5 K. = 4399,5 J ≈ 4,4 KJ. + 2,5g Zink suppersul Kupfersulfatlosung 3 Produkte können oft durch verschiedene Reaktionen hergestellt werden: (1) C + O₂ 100 AH = 110,5 kJ/mol -273 Temperaturskala °℃ CO + 1/0₂ Satz von Hess: Die Enthalpieanderung zwischen zwei Zuständen ist unabhängig vom Reaktionsweg Berechnung von Reaktionsenthalpien AH=393,5kJ/mol. (111) Die molare Standard-Bildungsenthalpie. Of Him wurde zur Berechnung beliebiger Reaktionsenthalpien eingeführt. Sie gilt bei Standard bedingungen: P = 1013 hPa T = 298 K = Beispiel: сденом Summe к AH 283,0 kJ/mol 373 273 1207 (11) Elemente erhalten in inrer Stabilsten Modifikation. den Wert Null zugeordnet Beispiel: Afm (Graphit) Af H°m (Diamant) = +2 kJ. mol Berechnung einer Reaktionsenthalpie: Oks Ar Hm Aphm (Produkte). - Σ 4AfHim (Edukte) mol Calciumcarbonat. KJ mol) reagiert Reaktionsgleichung: CaCO3 -cao + CO2 Ar HM-(-635 m)-(1207) Of Him : molare = + 179 k Standard bildungsenthalpie zu . Calciumoxid. (AfH°m = -6.35h) und Kohlenstoffdioxia mol => Die Reaktion ist also endotherm (positiver wert) Da das System wärme abgibt. (exotherme Reaktion), setzt man ein negatives Vorzeichen. Da der Druck konstant ist, gilt: Or = A&H =DAH = -4,4 k Es haben nur 5g Kupfersulfat reagiert. das Sind n = 0,02 mol Die molare Reaktionsentalple beträgt also: -4,4k 0,02 mol 2+ 24 Cu²+ + Zn -> cn + Zn²+ Artm= Eindeutige Angabe der motaren Reaktionsethalpie nur zusammen mit der Reaktionsgleichung. Reaktionsentalpien sind vom Aggregatzustand der beteiligten Stoffe abhängig. 2 H₂O(g) ArHm = -48401 2 H₂ (9) C3H8 Ar Hom + 502 Beispiel: Experimentelle Bestimmung der Bildungsenthalpie Propan KJ 2221 mmol ? 2 H₂0 (1) ·3C (craphit), 30₂ (g), 4H₂0 (4) Hm= деном (сэнд). C3H8 + 50₂ C. Ar Hm=-572 3C02 + 4 +20 AHM 4. Af Him(H₂0) 3. AfHim (CO₂)g =-2221 KJ mol 3C02(9); 220 kJ ma 4H₂0(1) Nach dem Satz von Hess gilt: C = a-b C = (4.(-286 )+(3-(-393) - (-222101) = -102 W 5
Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁