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V13 Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks reiner Stoffe Ramona Mettgen & Ann-Kathrin Galle.

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Präsentation zum Thema: "V13 Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks reiner Stoffe Ramona Mettgen & Ann-Kathrin Galle."—  Präsentation transkript:

1 V13 Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks reiner Stoffe Ramona Mettgen & Ann-Kathrin Galle

2 Gliederung Was ist Dampf? Herleitung Clausius-Clapeyronsche Gleichung Herleitung Augustsche Dampfdruckformel Berechnung der molaren Verdampfungsenthalpie und der molaren Verdampfungsentropie Versuchsaufbau Durchführung und Auswertung Literaturwerte Phasendiagramm des Wassers

3 Was ist Dampf? - gasförmige Phase eines Stoffes - Moleküle in einer Flüssigkeit bewegen sich und stoßen aneinander Energieaustausch - genügend Energie führt zu Verlassen der flüssigen Phase - ebenso Rückkehr der Gasteilchen DYNAMISCHES GLEICHGEWICHT

4 Dampfdruck Dynamisches Gleichgewicht Sättigungsdampfdruck ist erreicht Dampfdruck nimmt mit steigender Temperatur zu (Erhöhung der kin. Energie) p = f(T)

5 Clausius-Clapeyronsche Gleichung G l =G g dG l =dG g Freie Enthalpie G ist Zustandsfunktion Totales Differential ist gegeben

6 Guggenheimsche Merkschema SUV HA pGT In der Mitte steht die Zustandsgröße umgeben von ihren Variablen. totales Differential ist gegeben 2. Pfeile innerhalb: geben Vorzeichen der Differentialquotienten an (gegen: - ; mit: +) 3. Doppelpfeile außen: Maxwell-Relationen

7 gesucht: SUV HA pGT

8 Fortsetzung Herleitung Clausius-Clapeyronsche Gleichung einsetzen in das totale Differential:

9 Gibbs-Helmholtz: G = H - TS = 0 im Gleichgewicht einsetzen in: Clausius-Clapeyronsche Gleichung beschreibt jeden Phasenübergang

10 Augustsche Dampfdruckformel Drei Näherungen: 1. V g >>V l 2. Ideales Verhalten angenommen 3. H verd temperaturunabhängig (im betrachteten Temperaturbereich)

11 -integrieren: Augustsche Dampfdruckformel y = m x + b Geradengleichung

12 molare Verdampfungsenthalpie R=8,314 J/(molK)

13 molare Verdampfungsentropie Annahme p=1bar mit

14 Versuchsaufbau

15 Versuchsauswertung

16 Berechnungen

17 Endergebnisse H verd. = 42,58 ± 2,18 kJmol -1 S verd. = 114,72 ± 4,76 Jmol -1 K -1 Literaturwerte H verd. = 40,67 kJmol -1 S verd. = 109,1 Jmol -1 K -1

18 Phasendiagramm von Wasser

19 Warum hat die Schmelzkurve eine negative Steigung? Clausius-Clapeyron-Gleichung beschreibt jeden Phasenübergang macht eine Aussage über die Steigung der Kurve T > 0 H > 0 Die Dichte von Wasser erreicht bei 4°C ihr Maximum. Dichte unter 0,01°C (Tripelpunkt) ist kleiner als am Tripelpunkt Volumen nimmt bis 0,01 °C zu V ist negativ negative Steigung der Schmelzkurve


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