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3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Zustandsdiagramme Der Zusammenhang zwischen Aggregatzustand, Druck und Temperatur eines Stoffes läßt sich.

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Präsentation zum Thema: "3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Zustandsdiagramme Der Zusammenhang zwischen Aggregatzustand, Druck und Temperatur eines Stoffes läßt sich."—  Präsentation transkript:

1 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Zustandsdiagramme Der Zusammenhang zwischen Aggregatzustand, Druck und Temperatur eines Stoffes läßt sich anschaulich in einem Zustandsdiagramm darstellen.

2 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Zustandsdiagramme Der Zusammenhang zwischen Aggregatzustand, Druck und Temperatur eines Stoffes läßt sich anschaulich in einem Zustandsdiagramm darstellen.

3 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Verdampfung - Kondensation

4 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Verdampfung - Kondensation

5 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Verdampfung - Kondensation

6 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Der kritische Zustand

7 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Der kritische Zustand

8 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Der kritische Zustand Oberhalb der kritischen Temperatur können Gase auch bei beliebig hohen Drücken nicht verflüssigt werden

9 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Der kritische Zustand

10 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Energieinhalt bei Zustandsänderung

11 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Energieinhalt bei Zustandsänderung

12 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Das Phasengesetz

13 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Das Phasengesetz

14 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Das Phasengesetz

15 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Das Phasengesetz

16 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Das Phasengesetz

17 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen

18 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen Als Folge der Dampfdruckerniedrigung treten bei einer Lösung eine Gefrierpunktserniedrigung und eine Siedepunktserhöhung auf.

19 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen Als Folge der Dampfdruckerniedrigung treten bei einer Lösung eine Gefrierpunktserniedrigung und eine Siedepunktserhöhung auf.

20 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen Dampfdruck einer Kochsalzlösung

21 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen Als Folge der Dampfdruckerniedrigung treten bei einer Lösung eine Gefrierpunktserniedrigung und eine Siedepunktserhöhung auf.

22 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen Als Folge der Dampfdruckerniedrigung treten bei einer Lösung eine Gefrierpunktserniedrigung und eine Siedepunktserhöhung auf.

23 3 Die chemische Reaktion 3.3 Zustandsdiagramme Dampfdruck von Lösungen Als Folge der Dampfdruckerniedrigung treten bei einer Lösung eine Gefrierpunktserniedrigung und eine Siedepunktserhöhung auf.

24 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Chemische Thermodynamik

25 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Chemische Thermodynamik befaßt sich mit den energetischen Effekten chemischer Reaktionen.

26 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Chemische Thermodynamik befaßt sich mit den energetischen Effekten chemischer Reaktionen. Zuerst wird ein Reaktionsraum mit dem Begriff System definiert.

27 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Chemische Thermodynamik befaßt sich mit den energetischen Effekten chemischer Reaktionen. Zuerst wird ein Reaktionsraum mit dem Begriff System definiert. Es gibt drei Unterscheidungen:

28 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 1.) Abgeschlossene (isolierte) Systeme

29 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 1.) Abgeschlossene (isolierte) Systeme + weder Stoff- noch Energieaustausch mit der Umgebung

30 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 1.) Abgeschlossene (isolierte) Systeme + weder Stoff- noch Energieaustausch mit der Umgebung

31 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 2.) Geschlossene Systeme

32 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 2.) Geschlossene Systeme + Kein Stoff-, aber Energieaustausch mit der Umgebung

33 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 3.) Offene Systeme

34 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 3.) Offene Systeme + Sowohl Energie- als auch Stoffaustausch ist möglich

35 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen: 1.) Abgeschlossene (isolierte) Systeme + weder Stoff- noch Energieaustausch mit der Umgebung 2.) Geschlossene Systeme + Kein Stoff-, aber Energieaustausch mit der Umgebung 3.) Offene Systeme + Sowohl Energie- als auch Stoffaustausch ist möglich

36 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Es gibt drei Unterscheidungen:

37 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.:

38 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.: Druck p

39 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.: Druck p Temperatur T

40 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.: Druck p Temperatur T Volumen V

41 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.: Druck p Temperatur T Volumen V Konzentration c

42 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.: Druck p Temperatur T Volumen V Konzentration c Die Zustandsgrößen hängen nicht davon ab, auf welchem Wege der Zustand erreicht wurde.

43 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der jeweilige Zustand eines Systems wird mit Zustandsgrößen beschrieben, wie z. B.: Druck p Temperatur T Volumen V Konzentration c Die Zustandsgrößen hängen nicht davon ab, auf welchem Wege der Zustand erreicht wurde. Der Zustand eines Systems mit einem Mol eines idealen Gases ist z.B. durch p und T bestimmt: pV = RT

44 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems.

45 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Änderung durch Wärmetransfer oder Arbeitsleistung

46 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Änderung durch Wärmetransfer oder Arbeitsleistung

47 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Änderung durch Wärmetransfer oder Arbeitsleistung wobei U = U Endzustand - U Anfangzustand

48 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Annahme abgeschlossenes System: U = 0, U = konst.

49 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Annahme abgeschlossenes System: U = 0, U = konst. Bei Änderung des Systemvolumens wird die Volumenarbeit W = - p Vgeleistet.

50 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Annahme abgeschlossenes System: U = 0, U = konst. Bei Änderung des Systemvolumens wird die Volumenarbeit W = - p Vgeleistet. (Gilt für Reaktionen bei konstantem Druck)

51 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Annahme abgeschlossenes System: U = 0, U = konst. Bei Änderung des Systemvolumens wird die Volumenarbeit W = - p Vgeleistet. (Gilt für Reaktionen bei konstantem Druck) Bei ausschließlicher Berücksichtigung von Volumenarbeit folgt aus dem 1. Hauptsatz: U = Qvfür V = konst.

52 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Annahme abgeschlossenes System: U = 0, U = konst. Bei Änderung des Systemvolumens wird die Volumenarbeit W = - p Vgeleistet. (Gilt für Reaktionen bei konstantem Druck) Bei ausschließlicher Berücksichtigung von Volumenarbeit folgt aus dem 1. Hauptsatz: U = Q v für V = konst. U = Q p - p V für p = konst.

53 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Bei Abnahme der inneren Energie U eines Systems mit konstantem Volumen wird diese U nur in Form von Wärme abgegeben. U = Q v für V = konst.

54 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die Zustandsgröße U ist die innere Energie eines Systems. Bei Abnahme der inneren Energie U eines Systems mit konstantem Volumen wird diese U nur in Form von Wärme abgegeben. U = Q v für V = konst. Bei Abnahme der inneren Energie U eines Systems mit konstantem Druck kann nur noch ein Teil als Wärme abgegeben werden, der Rest wird als Volumenarbeit zur Konstanthaltung des Druckes benötigt. U = Q p - p V für p = konst

55 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Man definiert daher eine neue Zustandsgröße, die Enthalpie H: H = U + pV

56 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Man definiert daher eine neue Zustandsgröße, die Enthalpie H: H = U + pV Für Enthalpieänderungen bei konstantem Druck erhält man: H = U + p V = Q p

57 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Man definiert daher eine neue Zustandsgröße, die Enthalpie H: H = U + pV Für Enthalpieänderungen bei konstantem Druck erhält man: H = U + p V = Q p Die Enthalpieabnahme H eines Systems ist die vom System bei konstantem Druck abgegebene Wärme.

58 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Man definiert daher eine neue Zustandsgröße, die Enthalpie H: H = U + pV Für Enthalpieänderungen bei konstantem Druck erhält man: H = U + p V = Q p Die Enthalpieabnahme H eines Systems ist die vom System bei konstantem Druck abgegebene Wärme.

59 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die bei einer chemischen Reaktion pro Formelumsatz entwickelte oder verbrauchte Wärmemenge heißt Reaktionswärme.

60 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die bei einer chemischen Reaktion pro Formelumsatz entwickelte oder verbrauchte Wärmemenge heißt Reaktionswärme. Die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion, die bei konstantem Druck abläuft, bezeichnet man als Reaktionsenthalpie.

61 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die bei einer chemischen Reaktion pro Formelumsatz entwickelte oder verbrauchte Wärmemenge heißt Reaktionswärme. Die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion, die bei konstantem Druck abläuft, bezeichnet man als Reaktionsenthalpie. Die SI-Einheit der Reaktionsenthalpie DH ist kJ (früher 1 kcal = 4,187 kJ).

62 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die bei einer chemischen Reaktion pro Formelumsatz entwickelte oder verbrauchte Wärmemenge heißt Reaktionswärme. Die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion, die bei konstantem Druck abläuft, bezeichnet man als Reaktionsenthalpie. Die SI-Einheit der Reaktionsenthalpie H ist kJ (früher 1 kcal = 4,187 kJ). Reaktionen, bei denen H negativ ist, nennt man exotherm,

63 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Die bei einer chemischen Reaktion pro Formelumsatz entwickelte oder verbrauchte Wärmemenge heißt Reaktionswärme. Die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion, die bei konstantem Druck abläuft, bezeichnet man als Reaktionsenthalpie. Die SI-Einheit der Reaktionsenthalpie H ist kJ (früher 1 kcal = 4,187 kJ). Reaktionen, bei denen H negativ ist, nennt man exotherm, Reaktionen, bei denen H positiv ist, nennt man endotherm.

64 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie

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69 Der Satz von Heß

70 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der Satz von Heß

71 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der Satz von Heß

72 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der Satz von Heß

73 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der Satz von Heß

74 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Der Satz von Heß

75 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

76 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie Nur Enthalpieänderungen sind meßbar; der Absolutwert der Enthalpie (Wärmeinhalt) eines Stoffes ist nicht meßbar.

77 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie Nur Enthalpieänderungen sind meßbar; der Absolutwert der Enthalpie (Wärmeinhalt) eines Stoffes ist nicht meßbar. Der Nullpunkt für eine Enthalpieskala aus Relativwerten ist wie folgt definiert:

78 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie Nur Enthalpieänderungen sind meßbar; der Absolutwert der Enthalpie (Wärmeinhalt) eines Stoffes ist nicht meßbar. Der Nullpunkt für eine Enthalpieskala aus Relativwerten ist wie folgt definiert: Die stabilste Form eines Elements bei 25 °C und einem Druck von 1,013 bar = 1 atm besitzt die Enthalpie null.

79 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

80 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

81 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

82 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

83 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

84 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

85 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

86 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

87 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

88 3 Die chemische Reaktion 3.4 Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie

89 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht

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98 Das Massenwirkungsgesetz

99 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

100 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

101 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

102 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz Bevorzugte Form des MWG für Gasreaktionen

103 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

104 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

105 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

106 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

107 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

108 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

109 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

110 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

111 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

112 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

113 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

114 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

115 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

116 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

117 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

118 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

119 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

120 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

121 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

122 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

123 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

124 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz

125 3 Die chemische Reaktion 3.5 Das chemische Gleichgewicht Das Massenwirkungsgesetz


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