Chemie /

Chemische Thermodynamik

Chemische Thermodynamik

 • Chemische thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
1 Energieumwandlungen
me

Chemische Thermodynamik

user profile picture

sarah🦋

14 Followers

Teilen

Speichern

39

 

11/12

Lernzettel

Energieumwandlungen, thermodynamische Systeme, Volumenarbeit, Prozessführung, Reaktionsenthalpie und Reaktionsenergie, Brennwert und Heizwert, Entropie, Gibbs-Helmholtz-Gleichung, Stoßtheorie, Reaktionsgeschwindigkeit und die Umkehrung von Vorgängen

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

• Chemische thermodynamik Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen. 1 Energieumwandlungen mechan. Energie (kinetisch) Ovo strahlungs energie Beispiele: 1 Verbrennung von Treibstoffe 2 Knallerbse, schlagempfindliche Stoffe (Schwarzpulver) 3 Fotosynthese 4 Schweißen, Verbrennen von Magnesium 5 Batterie im Auto 6 Elektrolyse 7 Verbrennen von Holz 8 Lösen von Salzen 2 Thermodynamische Systeme System offenes System geschlossenes System chem. Energie abgeschlossenes System Merkmal Stoff- und Energieaustausch mit der Umwelt kein Stoff-, aber Energieaustausch mit der Umwelt kein Stoff- und kein Energieaustausch mit der Umwelt 3 Innere Energie U jedes System besitzt einen bestimmten Energiebetrag U es gilt: elektr. Energie therm. Energie Beispiel 2 Mg + 2 HCl → 2 MgCl + H₂↑ offenes Reagenzglas mit Stopfen verschlossen, Wärmeabgabe/-aufnahme erfolgt durch Glaswand Reagenzglas wird isoliert → bspw. im Vakuum U = Ek + Ech + Eth (Betrag der inneren Energie U ist nicht bestimmbar, aber die Änderung AU ist bestimmbar) 4 Änderung der inneren Energie AU – Erster Hauptsatz. der Thermodynamik Merke: Die Energie kann nicht hergestellt (oder erschaffen) oder zerstört werden. Sie kann nur von einer Energieform in eine andere Energieform umgewandelt werden. AU = UE - UA (End- minus Anfangszustand) Die Änderung der inneren Energie erfolgt durch die Übertragung von Wärme und mechanischer Arbeit (meist Volumenarbeit) über die Systemgrenzen hinaus. Es gilt: AU = Q (Wärme) + W (mechanische Arbeit) (5) Volumenarbeit Wy Wy = -p (Druck) · AV (Änderung des Volumen) Beispiele: 1 H₂ (g) + O2 (g) → H₂O (1) OGV 1GV 0,5GV AV = (VE-VA). Vm AV = (0GV - 1,5GV). Vm AV = -1,5GV - 22,414//mol AV=-33,6¹/mol AV...

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Alternativer Bildtext:

< 0 Wv = -p · AV →Wv‡0⇒Wv> 0 ➜ Wv wird aufgenommen CaCO3 (s)→ CaO (s) + CO₂ (g) AV = (1GV-0GV). Vm AV = 1GV · 22,414/mol AV = 22,414/mol AV > 0 Wy#0→Wy<0 ➜ Wy wird abgegeben CO₂ (g) + H₂ (g) → CO (g) + H₂O (g) AV = (2GV - 2GV). Vm AV = 0 Wy=0 p = 101 300 Pa (Normdruck) Vm= 22,414/mol (Normbedingungen 0°C) Vm= 24,5 /mol (Standardbedingungen 25°C) Wy < 0: System verrichtet Volumenarbeit (gibt ab) Wy > 0: am System wird Volumenarbeit verrichtet (passiv, nimmt auf) Berechnungen zur Volumenarbeit Ammoniaksynthese N₂ (g) + 3 H₂ (g) → 2 NH3 (g) geg.: p = 101 300 Pa Vm= 22,4/mol Wv in kJ/mol Lsg.: Wv=-p.AV ges.: Wv = -101 300 Pa - (-44,8 l/mol) Wy-101 300 (-44,8/mol) N m² N m² (-44,8 m³/mol) Wy=-101 300 Wy = 4538,24 Wy = 4538,24 kJ Wy = 4,54 mol ges.: geg.: Wv = 4,54 m = = 5000g Lsg.: kJ A.: Die Volumenarbeit für die Ammoniaksynthese beträgt ca. 4,54 mol Molare Volumenarbeit von 5kg NH3 kJ mol x Nm mol Wv für 5kg NH3 4,54 kJ/mol kJ 1 mol ≈ 17 g ^ 4,54 mol 294,12 mol 5000g = x mol → molare Volumenarbeit (kJ je Stoffeinheit) = x = 1335,29 5000g 17 g kJ mol 1,34 |.4,54 NR: AV = (VE-VA). Vm AV = (2GV - 4GV). Vm AV = -2GV - 22,414 // mol AV = -44,8/mol MJ mol kJ mol MJ A.: Die molare Volumenarbeit, die am System verrichtet wird, beträgt ca, 1,34 mol N m² 11 10-3 m³ 1 nm ^ 1 J 1 Pa = 1 für 1 mol: n^m ^ Wy 2. Beispiel: n^ m^x X Wv m2 m1 Abhängigkeit der Reaktionswärme und der Volumenarbeit von der Prozessführung a) isochore Prozessführung AV = 0 (Reaktion verläuft bei konstanten Volumen) ARU = Q + Wv → ARU = Q (mit Wy-p AV = AV) = Die Reaktionsenergie ARU ist bei isochorer Prozessführung gleich der Reaktionswärme Q. b) isobare Prozessführung p = konstant ARU = Q + Wv ARU = Q + (-PAV) Q=ARU-(-P AV) Q = ARU + P AV = ARH (Reaktionswärme) Reaktionsenthalpie . Die Reaktionsenthalpie ARH ist die Reaktionswärme Q bei konstanten Druck. Die Reaktionsenergie unterscheidet sich von der Reaktionsenthalpie um den Betrag der Volumenarbeit. Molare Reaktionsenthalpie und molare Reaktionsenergie Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik lässt sich für chemische Reaktionen wie folgt formulieren: Die Änderung der inneren Energie AU eines Systems ist gleich der Summe der über die Systemgrenzen übertragenen Wärme Q und der verrichteten Arbeit W. Für molare Größen gilt: ARUm = Qm + Wm. Thermometer 11 Auswertung: Die Reaktion ist exotherm. AV > 0. ARUMQm.p+ Wm Kolbenprober Salzsäure p= konstant (isobar) Magnesium Wasser die meisten Reaktionen verlaufen unter isobaren Bedingungen (Atmosphärendruck) WO Die molare Reaktionswärme Qm, p bei konstantem Druck nennt man molare Reaktionsenthalpie. Thermometer 1. Fall W 2. Fall druckfeste Verschraubung Auswertung: ple Reaktion ist exothurn. AV ARUM Qm. V V = konstant (isochor) Salzsäure Magnesium Wasser Die molare Reaktionsenthalpie ARHm und die molare Reaktionsenergie ARUm unterscheiden sich durch den Betrag der Volumenarbeit |Wv]. Sie sind gleich, wenn Wy = 0. Der 1. Hauptsatz mit den molaren Größen lautet dann: ARHm = ARUM. - ARHm + Wy = - molare Reaktionsenthalpie sinkt Volumenarbeit sinkt ebenfalls - ARUM Die molare Reaktionswärme Qm, v bei konstantem Volumen nennt man molare Reaktionsenergie. Wärmeenergie sinkt → ARHm mit negativen Vorzeichen → exotherm (Wärme abgegeben) Wy mit negativen Vorzeichen → System verrichtet Volumenarbeit molare Reaktionsenthalpie sinkt Volumenarbeit steigt ARHm mit negativen Vorzeichen → Wärme abgegeben → exotherm Wy mit positiven Vorzeichen → am System wird Arbeit verrichtet - ARHm-Wv = -ARUm Die Abgabe von Reaktionswärme und die Abgabe von Volumenarbeit bei konst. Druck ist genauso groß wie Abgabe von Reaktionsenergie. (wie die Abgabe von Reaktionswärme bei konst. Volumen) AU 1. Fall ARH ARU 74/14 Wm 2. Fall [! W ARH ARUM Die Abgabe von Reaktionswärme und die Aufnahme von Volumenarbeit bei konst. Druck ist genauso groß wie die Abgabe von Reaktionsenergie.

Chemie /

Chemische Thermodynamik

user profile picture

sarah🦋  

Follow

14 Followers

 • Chemische thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
1 Energieumwandlungen
me

App öffnen

Energieumwandlungen, thermodynamische Systeme, Volumenarbeit, Prozessführung, Reaktionsenthalpie und Reaktionsenergie, Brennwert und Heizwert, Entropie, Gibbs-Helmholtz-Gleichung, Stoßtheorie, Reaktionsgeschwindigkeit und die Umkehrung von Vorgängen

Ähnliche Knows

• Chemische thermodynamik Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen. 1 Energieumwandlungen mechan. Energie (kinetisch) Ovo strahlungs energie Beispiele: 1 Verbrennung von Treibstoffe 2 Knallerbse, schlagempfindliche Stoffe (Schwarzpulver) 3 Fotosynthese 4 Schweißen, Verbrennen von Magnesium 5 Batterie im Auto 6 Elektrolyse 7 Verbrennen von Holz 8 Lösen von Salzen 2 Thermodynamische Systeme System offenes System geschlossenes System chem. Energie abgeschlossenes System Merkmal Stoff- und Energieaustausch mit der Umwelt kein Stoff-, aber Energieaustausch mit der Umwelt kein Stoff- und kein Energieaustausch mit der Umwelt 3 Innere Energie U jedes System besitzt einen bestimmten Energiebetrag U es gilt: elektr. Energie therm. Energie Beispiel 2 Mg + 2 HCl → 2 MgCl + H₂↑ offenes Reagenzglas mit Stopfen verschlossen, Wärmeabgabe/-aufnahme erfolgt durch Glaswand Reagenzglas wird isoliert → bspw. im Vakuum U = Ek + Ech + Eth (Betrag der inneren Energie U ist nicht bestimmbar, aber die Änderung AU ist bestimmbar) 4 Änderung der inneren Energie AU – Erster Hauptsatz. der Thermodynamik Merke: Die Energie kann nicht hergestellt (oder erschaffen) oder zerstört werden. Sie kann nur von einer Energieform in eine andere Energieform umgewandelt werden. AU = UE - UA (End- minus Anfangszustand) Die Änderung der inneren Energie erfolgt durch die Übertragung von Wärme und mechanischer Arbeit (meist Volumenarbeit) über die Systemgrenzen hinaus. Es gilt: AU = Q (Wärme) + W (mechanische Arbeit) (5) Volumenarbeit Wy Wy = -p (Druck) · AV (Änderung des Volumen) Beispiele: 1 H₂ (g) + O2 (g) → H₂O (1) OGV 1GV 0,5GV AV = (VE-VA). Vm AV = (0GV - 1,5GV). Vm AV = -1,5GV - 22,414//mol AV=-33,6¹/mol AV...

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Knowunity

Schule. Endlich einfach.

App öffnen

Alternativer Bildtext:

< 0 Wv = -p · AV →Wv‡0⇒Wv> 0 ➜ Wv wird aufgenommen CaCO3 (s)→ CaO (s) + CO₂ (g) AV = (1GV-0GV). Vm AV = 1GV · 22,414/mol AV = 22,414/mol AV > 0 Wy#0→Wy<0 ➜ Wy wird abgegeben CO₂ (g) + H₂ (g) → CO (g) + H₂O (g) AV = (2GV - 2GV). Vm AV = 0 Wy=0 p = 101 300 Pa (Normdruck) Vm= 22,414/mol (Normbedingungen 0°C) Vm= 24,5 /mol (Standardbedingungen 25°C) Wy < 0: System verrichtet Volumenarbeit (gibt ab) Wy > 0: am System wird Volumenarbeit verrichtet (passiv, nimmt auf) Berechnungen zur Volumenarbeit Ammoniaksynthese N₂ (g) + 3 H₂ (g) → 2 NH3 (g) geg.: p = 101 300 Pa Vm= 22,4/mol Wv in kJ/mol Lsg.: Wv=-p.AV ges.: Wv = -101 300 Pa - (-44,8 l/mol) Wy-101 300 (-44,8/mol) N m² N m² (-44,8 m³/mol) Wy=-101 300 Wy = 4538,24 Wy = 4538,24 kJ Wy = 4,54 mol ges.: geg.: Wv = 4,54 m = = 5000g Lsg.: kJ A.: Die Volumenarbeit für die Ammoniaksynthese beträgt ca. 4,54 mol Molare Volumenarbeit von 5kg NH3 kJ mol x Nm mol Wv für 5kg NH3 4,54 kJ/mol kJ 1 mol ≈ 17 g ^ 4,54 mol 294,12 mol 5000g = x mol → molare Volumenarbeit (kJ je Stoffeinheit) = x = 1335,29 5000g 17 g kJ mol 1,34 |.4,54 NR: AV = (VE-VA). Vm AV = (2GV - 4GV). Vm AV = -2GV - 22,414 // mol AV = -44,8/mol MJ mol kJ mol MJ A.: Die molare Volumenarbeit, die am System verrichtet wird, beträgt ca, 1,34 mol N m² 11 10-3 m³ 1 nm ^ 1 J 1 Pa = 1 für 1 mol: n^m ^ Wy 2. Beispiel: n^ m^x X Wv m2 m1 Abhängigkeit der Reaktionswärme und der Volumenarbeit von der Prozessführung a) isochore Prozessführung AV = 0 (Reaktion verläuft bei konstanten Volumen) ARU = Q + Wv → ARU = Q (mit Wy-p AV = AV) = Die Reaktionsenergie ARU ist bei isochorer Prozessführung gleich der Reaktionswärme Q. b) isobare Prozessführung p = konstant ARU = Q + Wv ARU = Q + (-PAV) Q=ARU-(-P AV) Q = ARU + P AV = ARH (Reaktionswärme) Reaktionsenthalpie . Die Reaktionsenthalpie ARH ist die Reaktionswärme Q bei konstanten Druck. Die Reaktionsenergie unterscheidet sich von der Reaktionsenthalpie um den Betrag der Volumenarbeit. Molare Reaktionsenthalpie und molare Reaktionsenergie Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik lässt sich für chemische Reaktionen wie folgt formulieren: Die Änderung der inneren Energie AU eines Systems ist gleich der Summe der über die Systemgrenzen übertragenen Wärme Q und der verrichteten Arbeit W. Für molare Größen gilt: ARUm = Qm + Wm. Thermometer 11 Auswertung: Die Reaktion ist exotherm. AV > 0. ARUMQm.p+ Wm Kolbenprober Salzsäure p= konstant (isobar) Magnesium Wasser die meisten Reaktionen verlaufen unter isobaren Bedingungen (Atmosphärendruck) WO Die molare Reaktionswärme Qm, p bei konstantem Druck nennt man molare Reaktionsenthalpie. Thermometer 1. Fall W 2. Fall druckfeste Verschraubung Auswertung: ple Reaktion ist exothurn. AV ARUM Qm. V V = konstant (isochor) Salzsäure Magnesium Wasser Die molare Reaktionsenthalpie ARHm und die molare Reaktionsenergie ARUm unterscheiden sich durch den Betrag der Volumenarbeit |Wv]. Sie sind gleich, wenn Wy = 0. Der 1. Hauptsatz mit den molaren Größen lautet dann: ARHm = ARUM. - ARHm + Wy = - molare Reaktionsenthalpie sinkt Volumenarbeit sinkt ebenfalls - ARUM Die molare Reaktionswärme Qm, v bei konstantem Volumen nennt man molare Reaktionsenergie. Wärmeenergie sinkt → ARHm mit negativen Vorzeichen → exotherm (Wärme abgegeben) Wy mit negativen Vorzeichen → System verrichtet Volumenarbeit molare Reaktionsenthalpie sinkt Volumenarbeit steigt ARHm mit negativen Vorzeichen → Wärme abgegeben → exotherm Wy mit positiven Vorzeichen → am System wird Arbeit verrichtet - ARHm-Wv = -ARUm Die Abgabe von Reaktionswärme und die Abgabe von Volumenarbeit bei konst. Druck ist genauso groß wie Abgabe von Reaktionsenergie. (wie die Abgabe von Reaktionswärme bei konst. Volumen) AU 1. Fall ARH ARU 74/14 Wm 2. Fall [! W ARH ARUM Die Abgabe von Reaktionswärme und die Aufnahme von Volumenarbeit bei konst. Druck ist genauso groß wie die Abgabe von Reaktionsenergie.