V13 Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks reiner Stoffe

Präsentation zum Thema: "V13 Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks reiner Stoffe"—  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
Gl=Gg dGl=dGg Freie Enthalpie G ist Zustandsfunktion Totales Differential ist gegeben

6 Guggenheimsche Merkschema
+ S U V - - H A p G T + 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: + S U V - - H A p G T +

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

9 ∆G = ∆H - T∆S = 0 im Gleichgewicht
Gibbs-Helmholtz: ∆G = ∆H - T∆S = 0 im Gleichgewicht einsetzen in: beschreibt jeden Phasenübergang  Clausius-Clapeyronsche Gleichung

10 Augustsche Dampfdruckformel
Drei Näherungen: 1. Vg>>Vl 2. Ideales Verhalten angenommen 3. DHverd temperaturunabhängig (im betrachteten Temperaturbereich) 

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

12 molare Verdampfungsenthalpie
 R=8,314 J/(mol∙K)

13 molare Verdampfungsentropie
Annahme p=1bar mit 

14 Versuchsaufbau

15 Versuchsauswertung

16 Berechnungen

17 Endergebnisse Literaturwerte ∆Hverd.= 42,58 ± 2,18 kJ∙mol-1
∆Sverd.= 114,72 ± 4,76 J∙mol-1∙K-1 Literaturwerte ∆Hverd.= 40,67 kJ∙mol-1 ∆Sverd.= 109,1 J∙mol-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 > ∆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