Warum ist die Thermodynamik interessant?

1. Warum ist die Thermodynamik interessant?

2. Energie für unsere Zwecke verwenden: Arbeit verrichten Warum ist die Thermodynamik interessant?

3. Naphtalin Lift Marmor mit Salzsäure: exotherme Reaktion CaCO3 + 2 HCl (aq) H2O (l) + CO2 (g) + CaCl2 (aq)

4. Marmor mit Salzsäure: exotherme Reaktion Naphtalin Lift CaCO3 + 2 HCl (aq) H2O (l) + CO2 (g) + CaCl2(aq) Natriumcarbonat mit Salzsäure: endotherme Reaktion Na2CO3 + 2 HCl (aq) H2O (l) + CO2 (g) + 2 NaCl(aq)

5. Mit Hilfe von spontanen Reaktionen kann Arbeit verrichtet werden

6. Spontane Reaktionen: Gesamtentropie nimmt zu

7. Änderung der Gesamtentropie = Änderung der Umgebungsentropie +Änderung der Systementropie

8. D Gesamtentropie = D Umgebungsentropie + D Systementropie • Umgebungsentropie: Beurteilbar über Reaktionsenthalpie • D Systementropie: Anzahl Teilchen, Aggregatszustand u.ä.

9. Aceton Mischbar mit Wasser: Gesamtentropie nimmt zu Mischbar mit Benzin: Gesamtentropie nimmt zu

10. Mischbar mit Wasser: Gesamtentropie nimmt zu Mischbar mit Benzin: Gesamtentropie nimmt zu Aceton Umgebungsentropie nimmt zu, da exotherm Systementropie nimmt zu, da Stoffe verteilt werden • mit Wasser • mit Benzin • mit Wasser • mit Benzin

11. Mischbar mit Wasser: Gesamtentropie nimmt zu Mischbar mit Benzin: Gesamtentropie nimmt zu Aceton Mischen ist immer durch Zunahme von Systementropie begünstigt, ABER:

12. Mischbar mit Wasser: Gesamtentropie nimmt zu Mischbar mit Benzin: Gesamtentropie nimmt zu Aceton Mischen ist immer durch Zunahme von Systementropie begünstigt, ABER: Abnahme Umgebungsentropie kann dagegen wirken

13. Welche Argumente gibt es für Reaktionsenthalpie bei unserem Beispiel?

14. Welche Argumente gibt es für Reaktionsenthalpie bei unserem Beispiel? Zwischenmolekulare Kräfte

16. Mischen exotherm

18. Mischen endotherm

19. Reaktionsenthalpie

20. Reaktionsenthalpie Beispiel: Verbrennung von Ethanol

21. Reaktionsenthalpie CH3CH2OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O Bindungen in Edukten müssen gespalten werden: Energie wird gebrauchtBindungen in Produkten werden neu gebildet: Energie wird frei

22. Reaktionsenthalpie CH3CH2OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O Bindungen in Edukten müssen gespalten werden: Energie wird gebraucht (positives Vorzeichen)Bindungen in Produkten werden neu gebildet: Energie wird frei (negatives Vorzeichen) Näherung mit mittleren Bindungsenthalpien

23. Reaktionsenthalpie DH DH < 0 DH > 0

24. Reaktionsenthalpie DH DH < 0 exotherm DH > 0 endotherm

25. Aufgabe: Berechnen Sie die Reaktionswärme für die Verbrennung von 10 g Ethanol mit Hilfe der mittleren Bindungsenthalpien

26. CH3CH2OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O M=46 g/mol 10 g = 0.22 mol

27. CH3CH2OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O M=46 g/mol 10 g = 0.22 mol 5* 0.22 mol C-H = 4543 kJ 3*0.22 O=0 = 326.7 kJ 2*2*0.22 C=O = 706.64 kJ 1*0.22 mol O-H = 101.86 kJ 3*2*0.22 mol H-O = 611.16 kJ 2*0.22 mol C-C = 153.12 kJ 1*0.22 mol C-O = 78.76 kJ

28. CH3CH2OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O M=46 g/mol 10 g = 0.22 mol 5* 0.22 mol C-H = 454.3 kJ 3*0.22 O=0 = 326.7 kJ 2*2*0.22 C=O = 706.64 kJ 1*0.22 mol O-H = 101.86 kJ 3*2*0.22 mol H-O = 611.16 kJ 2*0.22 mol C-C = 153.12 kJ 1*0.22 mol C-O = 78.76 kJ 788.04 kJ - 1317.8 kJ

29. CH3CH2OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O M=46 g/mol 10 g = 0.22 mol 5* 0.22 mol C-H = 454.3 kJ 3*0.22 O=0 = 326.7 kJ 1*0.22 mol O-H = 101.86 kJ 2*2*0.22 C=O = 706.64 kJ 1*0.22 mol C-C = 76.56 kJ 3*2*0.22 mol H-O = 611.16 kJ 1*0.22 mol C-O = 78.76 kJ - 1317.8 kJ 1038.18 kJ D H = -279.62 kJ

30. Gitterenergie muss aufgewendet werdenHydratationsenergie wird freiNettoenergie = Reaktionsenthalpie

31. Lösungsenthalpien von Ionenverbindungen Lösungswärme = Gitterenthalpie - Hydratationsenthalpie

32. Aufgabe: Berechnen Sie die Lösungswärme für die im Experiment untersuchten Salze. Nehmen Sie an, dass Sie jeweils 1 g des Salzes gelöst haben.