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 Enthalpien 
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Chemie Junior

Registriert: 26.05.2008, 12:23
Beiträge: 3
Beitrag Enthalpien
Hallo Leute!
Ich hab mal wieder einen neuen Ãœbungszettel und brauche ein bisschen Hilfe... :(

1.
Die Temperatur eines Bombenkalorimeters steigt um 1,617 K, wenn durch einen Heizdraht bei einer Spannung von 12 V ein Strom von 3,2 A für eine Zeit von 27s fließt.
a) Wie groß ist die Wärmekapazität des Kalorimeters?
In diesem Kalorimeter werden 0,3212g Glucose oxidiert, wobei die Temperatur ausgehend von 298 K um 7,793 K ansteigt.
b) Wie groß ist dU der Verbrennung?
c) Wie groß ist die Standard-Verbrennungsenthalpie?
d) Wie groß ist die Standardbildungsenthalpie der Glucose?


2.
Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie für die Reaktion

2 MgO (s) + Si (s) -> SiO[sub]2[/sub] (s) + 2 Mg (l)

bei 1000 K mit Hilfe folgender Größen:

d[sub]f[/sub]H[sup]o[/sup][sub]198[/sub](MgO[sub](s)[/sub]) = -601,8 kJ/mol
d[sub]f[/sub]H[sup]o[/sup][sub]198[/sub](SiO[sub]2[/sub][sub](s)[/sub]) = -859,4 kJ/mol
d[sub]Schmelz[/sub]H[sup]o[/sup][sub]198[/sub](Mg) = 9,2 kJ/mol
c[sub]p[/sub](Mg[sub](l)[/sub])/(J/mol*s) = 23,93
c[sub]p[/sub](MgO[sub](s)[/sub])/(J/mol*s) = 45,44 + 5,01*10[sup]-3[/sup]*(T/K) - 8,7*10[sup]5[/sup]*(K[sup]2[/sup]/T[sup]2[/sup])
c[sub]p[/sub](Si[sub](s)[/sub])/(J/mol*s) = 24 + 2,58*10[sup]-3[/sup]*(T/K) - 4,2*10[sup]5[/sup]*(K[sup]2[/sup]/T[sup]2[/sup])
c[sub]p[/sub](SiO[sub]2[/sub][sub](s)[/sub])/(J/mol*s) = 45,48 + 3,65*10[sup]-2[/sup]*(T/K) - 1*10[sup]6[/sup]*(K[sup]2[/sup]/T[sup]2[/sup])
c[sub]p[/sub](Mg[sub](s)[/sub])/(J/mol*s) = 24,39 + 1,03*10[sup]-2[/sup]*(T/K) - 4,3*10[sup]4[/sup]*(K[sup]2[/sup]/T[sup]2[/sup])

3.
Berechnen Sie mit Hilfe eines Born-Haber-Kreisprozesses die Hydratationsenthalpe von Ca[sup]2+[/sup]-Ionen. Folgende Daten sind Ihnen bekannt:
d[sub]Sublimation[/sub]H[sup]o[/sup](Ca[sub](s)[/sub]) = 178,2 kJ/mol
d[sub]Ionisation[/sub]H[sup]o[/sup](Ca[sub](g)[/sub]) = 589,7 kJ/mol
d[sub]Ionisation[/sub]H[sup]o[/sup](Ca[sup]+[/sup][sub](g)[/sub]) = 1145 kJ/mol
d[sub]Verdampfung[/sub]H[sup]o[/sup](Br[sub]2[/sub][sub](l)[/sub]) = 30,9 kJ/mol
d[sub]Dissoziation[/sub]H[sup]o[/sup](Br[sub]2[/sub][sub](g)[/sub]) = 192,9 kJ/mol
d[sub]Elektronenaffinität[/sub]H[sup]o[/sup](Br[sub](g)[/sub]) = -331 kJ/mol
d[sub]Lösung[/sub]H[sup]o[/sup](CaBr[sub]2[/sub][sub](s)[/sub]) = -103,1 kJ/mol
d[sub]Hydratation[/sub]H[sup]o[/sup](Br[sup]-[/sup][sub](g)[/sub]) = -337 kJ/mol
d[sub]Bildung[/sub]H[sup]o[/sup](CaBr[sub]2[/sub][sub](s)[/sub]) = -682,8 kJ/mol


-----------------------------------------------
Ich weiß irgendwie gar nicht so recht, welche Formeln ich nehmen soll...
Könnt ihr mir vielleicht einen Tip geben?

Liebe Grüße, Anja


26.05.2008, 12:26
Profil
Chemie God
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Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag Re: Enthalpien
Moin Anja,

BieneMaja hat geschrieben:
Ich weiß irgendwie gar nicht so recht, welche Formeln ich nehmen soll...
Könnt ihr mir vielleicht einen Tip geben?


wenn du uns nen tip gibst welche formeln du denn und WARUM in verdacht haettest dass die hier einschlaegig sein koennten, dann koennen wir das mal diskutieren ob und inwieweit und warum diese deine vermutung denn nun worauf zutrifft, und worauf nicht.

solltest du hingegen absolut definitiv null plan haben ob man s=1/2 at^2 + vt + s[sub]o[/sub] von dir hoeren moechte oder doch lieber delta G = delta H minus T delta S, dann kann ich dir nur empfehlen dir mal die entsprechenden kapitel zur thermodynamik im z.b. Atkins bienenfleissig reinzuziehen und dann mit uns deine daraus gewonnenen ideen, probleme, schwierigkeiten und loesungsvorschlaege zu diskutieren.

ist ja schliesslich wie du selbst schreibst ein zettel mit uebungsaufgaben, und da nuetzt es nix dir den hier einfach zu loesen ohne dass du die gelegenheit bekommst dabei was zu lernen.


und, um die dinge auf den punkt zu bringen, mal ein anfang: was ist eine waermekapazitaet? aus welchen daten die dir gegeben sind koennten wir etwas dazu entnehmen koennen? was ist gegeben, was laesst sich daraus berechnen? welche formeln hast du , welche fehlen dir...

gruss

ingo

p.s.: und ehe du denkst ich laber hier nur rum weil ich es selbst net kann, guck dich mal bei den antwortern zu PC hier in den forumsthreads ein wenig um...
... wobei du dann auch siehst dass du hier bei "hilfe zur selbsthilfe" von allen seiten hochkompetente unterstuetzung finden wirst

_________________
Ein Monat im Labor erspart einem doch glatt ne Viertelstunde in der Bibiliothek!


26.05.2008, 13:14
Profil
Chemie Junior

Registriert: 26.05.2008, 12:23
Beiträge: 3
Beitrag 
Zitat:
p.s.: und ehe du denkst ich laber hier nur rum weil ich es selbst net kann, guck dich mal bei den antwortern zu PC hier in den forumsthreads ein wenig um...
... wobei du dann auch siehst dass du hier bei "hilfe zur selbsthilfe" von allen seiten hochkompetente unterstuetzung finden wirst


Zunächst möchte ich klar stellen, dass ich mit Sicherheit nicht glaube, dass du nichts weißt und nur irgendwas herum laberst ;) Ich habe den Sinn der Sache schon verstanden... :)

So, ich habe mich jetzt noch einmal hingesetzt und mir einige Gedanken gemacht. (Wobei ich vermute, dass sie nicht richtig sein werden)

Zu Aufgabe 1:

a)
Also, die Wärmekapazität ist ja die Wärmemenge, die notwendig ist, um ein System um 1 K zu erwärmen.
Ich habe dann zunächst erstmal die Wärmemenge bei 1,617 K ausgerechnet. Ich hoffe, dass das so geht:
Q=U*I*t= 12 V * 3,2 A * 27 s = 1037 J (positiv ist richtig, oder?)
Und das dann auf 1K bezogen:
K[sub]c[/sub]=1037 J / 1,617 K = 641,2 J/K

b)
Ist dann glaub ich: dU= K[sub]c[/sub] * dT = 641,2 J/K * 7,793 K = 4997 J

c)
Ich habe erstmal n[sub]Glucose[/sub]=0,001784 mol ausgerechnet.
Und dieses dann auf K[sub]c[/sub] bezogen:
d[sub]V[/sub]H[sup]o[/sup]= dU / n[sub]Glucose[/sub] = 2801 kJ/mol
(Müsste ja eigentlich negativ sein... also -2801 kJ/mol... weiß aber nicht genau, wie das geht)

d) Rkt.:
C[sub]6[/sub]H[sub]12[/sub]O[sub]6[/sub] + 6 O[sub]2[/sub] -> 6 CO[sub]2[/sub] + 6 H[sub]2[/sub]O

Dann gilt ja:
6 d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](CO[sub]2[/sub]) + 6 d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](H[sub]2[/sub]O) - d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](Glucose) - 6 d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](O[sub]2[/sub]) = -2801 kJ/mol

d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](Glucose) = 6*(-393,5 kJ/mol) + 6*(-285,8 kJ/mol) - 6*0 + 2801 kJ/mol = -1275 kJ/mol

Zu Aufgabe 2:

Ich habe die Formel aus den Kirchhoffschen Gesetzen gefunden:

d[sub]r[/sub]H[sup]o[/sup](T[sub]2[/sub])=d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](T[sub]1[/sub]) + [sup]T[sub]2[/sub][/sup]{[sub]T[sub]1[/sub][/sub]d[sub]r[/sub]c[sub]p[/sub]dT

d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](T[sub]1[/sub]) = d[sub]B[/sub]H[sup]o[/sup](298K) = -859,4 kJ/mol - 2*(-601,8 kJ/mol) = 344,2 kJ/mol

dT=1000K-298K = 702K

d[sub]r[/sub]c[sub]p[/sub] = c[sub]p[/sub](SiO[sub]2[/sub](s)) + 2*c[sub]p[/sub](Mg(l)) - 2*c[sub]p[/sub](MgO(s)) - c[sub]p[/sub](Si(s)) = -21,54 + 0,02363 T/K + 3160000 K[sup]2[/sup]/T[sup]2[/sup] J/mol*s


Macht also:

d[sub]r[/sub]H[sup]o[/sup](1000K) = 344,2 kJ/mol + (5,25 J/mol*s - 21,086 J/mol*s)*702K = -10772,672 kJ/mol

Aber ob das so stimmt... :? Einige Werte habe ich ja nicht benutzt und die stehen bestimmt nicht ohne Grund da!

Zu Aufgabe 3:

Da verzweifle ich so ein bisschen...

Also prinzipiell gehts ja um die Reaktion:
Ca[sup]2+[/sup] + 2 Br[sup]-[/sup] -> CaBr[sub]2[/sub]

Und beim Born-Haber-Kreisprozess gilt ja:
d[sub]Sublimation[/sub]H + d[sub]Dissoziation[/sub]H + d[sub]Ionisierung[/sub]H + d[sub]Elektronenaffinität[/sub]H + d[sub]Gitterenergie[/sub]H = d[sub]Bildung[/sub]H (wenn ich das richtig verstanden habe...)
Gegeben habe ich ja eigentlich alles außer d[sub]Gitterenergie[/sub]H....
Kommt man auf:
d[sub]Gitterenergie[/sub]H=-1867,9 kJ/mol...

Das klingt jedoch ganz schön viel und ich wüsste auch nicht, wie ich jetzt auf die Hydratationsenergie von Ca[sup]2+[/sup]-Ionen kommen soll... Einige Werte habe ich ja nicht miteinbezogen, aber ich wüsste auch nicht so richtig wie... :(

----------------
Ich hoffe sehr, dass ihr mir weiterhelfen und mich korrigieren könnt!
Liebe Grüße, Anja


26.05.2008, 22:00
Profil
Chemie God
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Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag 
hi,

also, aufgabe 1 sieht perfekt aus.
zum thema mit den vorzeichen sei gesagt, dass die immer davon abhaengen aus welcher richtung du guckst. vereinbarungsgemaess wird eine energie die ein system verlaesst mit negativem vorzeichen aus sicht des systems bezeichnet. aus sicht der umgebung in die sie geht ist sie sodann positiv.
da das bombenkalorimeter deine "umgebung" darstellt, ist eine erwaermung hier eben aus sicht des verbrennungssystems als verlust zu betrachten. wenn du also die erwaermung registrierst, gibts du dem prozess sodann zu recht ein negatives vorzeichen.

zu 2.: soweit korrekt, aber du hast dein magnesium(liquid) noch zu beruecksichtigen da es a) aufgeschmolzen sein will und b) zuvor als feststoff eben schon sein c[sub]p[/sub] hat

zu 3) yep, so kannst du dir die gitterenergie berechnen. und die hydratationsenthalpie ist halt gitterenergie + loesungsenthalpie, womit du dir die gesamt-hydratationsenthalpie angeln kannst, die sich auf die (gegebene) hydratationsenthalpie des bromids (achtung, ist pro ion, kommt also zweimal in der bilanz) und das ca verteilen, womit du dann schlussendlich die hydratationsenthalpie des Ca[sup]2+[/sup] bekommst

gruss

ingo

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28.05.2008, 15:30
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