Berechnung der Reaktionswärme
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Dieser Beitrag wurde zuletzt von Lebenslange Aktivität am 29.1.2016 um 11:59 geändert. Wie der Titel schon sagt: 2Na + 2CH3OH = 2CH3ONa + H2↑. Kann man die Reaktionswärme berechnen? Das Wissen wurde wieder dem Lehrer zurückgegeben. Die Standardmolekulare Entstehungsenthalpie der Elemente beträgt null. Für Methanol kann man die Werte in Tabellen nachschlagen. Man möchte die Standardmolekulare Entstehungsenthalpie von Natriummethoxid mithilfe der Beispiele im Buch berechnen – doch das scheint nicht möglich zu sein. reward_7ree
Ich werde keine Belohnungsanzeigen erstellen. Kann mir bitte ein Moderator helfen, das zu erklären?
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1. Durch Experimente wird gemessen und nach der Formel für die Wärmekapazität berechnet: Q = cm·Δt. Anschließend wird aus Q die Reaktionswärme anhand der Gleichung der chemischen Reaktion bestimmt. 2. Die Reaktionswärme ist proportional zur Stoffmenge der jeweiligen Reaktanten. 3. Berechnung der Reaktionswärme mithilfe der Bindungsenergie: In der Regel wird die Energie, die zur Zerstörung von 1 Mol einer bestimmten chemischen Bindung benötigt wird, als Bindungsenergie dieser chemischen Bindung angesehen. Die Bindungsenergie wird in der Regel mit E bezeichnet, wobei die Einheit kJ/mol ist. Methode: △H = ΣE (Reaktanten) – ΣE (Produkte). Mit anderen Worten: Die Reaktionswärme entspricht dem Unterschied zwischen der Summe der Bindungsenergien der Reaktanten und der Summe der Bindungsenergien der Produkte. Wie bei der Reaktion H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) ； △H = E(H–H) + E(Cl–Cl) – 2·E(H–Cl)
4. Die Reaktionswärme wird aus der Gesamtenergie der Reaktanten und Produkte berechnet: △H = Gesamtenergie der Produkte – Gesamtenergie der Reaktanten. 5. Berechnung anhand der Verbrennungsenthalpie: Die bei der Verbrennung einer Substanz freigesetzte Energie Q beträgt n (brennbare Substanz) × Verbrennungsenthalpie dieser Substanz.
6. Berechnung nach dem Hauptsatz von Hess: Unabhängig davon, ob eine chemische Reaktion in einem Schritt oder in mehreren Schritten abläuft, bleibt die Reaktionsenthalpie dieselbe ； Das bedeutet, dass die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion nur von den Anfangs- und Endzuständen der Reaktion abhängt – nicht jedoch vom Reaktionsweg. Das heißt, wenn eine Reaktion in mehreren Schritten ablaufen kann, dann ist die Summe der Reaktionswärmen der einzelnen Schritte gleich der Reaktionswärme, wenn die Reaktion in einem Schritt abläuft. 7. Die Reaktionswärme ΔrHmθ wird anhand der standardmolaren Standardbildungsenthalpie der Reaktanten und Produkte berechnet. Bei einer bestimmten Temperatur und unter Standarddruck gilt: „0 = ΣBVBRB“. Dabei werden die Reaktanten durch Umstellen der Gleichung auf die rechte Seite gebracht; dabei sind die Koeffizienten der Reaktanten negativ. VB ist die Stoffmenge des jeweiligen Reaktanten oder Produkts RB, und ΣB bezeichnet die Summe über alle Stoffe. Somit gilt: ΔrHmθ = ΣBVBΔfHmθ(B) (siehe Abbildung). θ steht für den Standarddruck und beträgt 1*10^5 Pa. Tatsächlich wird dieses Symbol nicht als „Sita“ geschrieben – es handelt sich dabei einfach um einen Kreis mit einer horizontalen Linie in der Mitte. Es sieht etwas dicker aus als „Sita“. “„m“ steht für pro Mol der Reaktion); die Reaktionswärme entspricht also der algebraischen Summe aus den Standardmolarbildungsenthalpen aller an der Reaktion beteiligten Stoffe in diesem Zustand und den Stoffmengenkoeffizienten dieser Stoffe in der chemischen Gleichung. Dies kann mithilfe des Hess’schen Gesetzes und der Definition der Standardmolekularen Entstehungsenthalpie nachgewiesen werden, siehe Entstehungsenthalpie. In einigen Nachschlagewerken finden sich die Standardmolekularen Entstehungsenthalpie verschiedener Stoffe, mit deren Hilfe die benötigte Reaktionswärme berechnet werden kann. Zum Beispiel gilt für die Reaktion CO(g) + H2O(g) == CO2(g) + H2(g) bei 298 K und unter Standarddruck folgende Werte für die standardmäßigen molaren Entstehungsenthalpieen der Stoffe: △fHmθ = -110,53 kJ/mol, △fHmθ = -241,82 kJ/mol, △fHmθ = -393,51 kJ/mol, △fHmθ = 0. Somit gilt: △rHmθ = ΣBVB·△fHmθ(B) = (-393,51·1 + 0·1 + (-110,53)·(-1) + 241,82·(-1)) kJ/mol = -41,16 kJ/mol. Die Reaktionswärme beträgt also -41,16 kJ/mol. 8. Berechnung anhand der Standardmolaren Verbrennungsenthalpie von Reaktanten und Produkten. Für viele organische Verbindungen ist es schwierig, sie direkt aus Elementen herzustellen. Da jedoch die meisten organischen Verbindungen brennen können, lässt sich ihre Standardmolare Verbrennungsenthalpie leichter ermitteln. Für die Reaktion in einem bestimmten Zustand „0=ΣBVBRB“ gilt außerdem, dass die Reaktionswärme gleich △rHmθ = - ΣBVB△cHmθ(B) ist (siehe Abbildung). Dies kann ebenfalls mithilfe des Hess’schen Gesetzes sowie der Definition der Standardmolaren Verbrennungsenthalpie nachgewiesen werden. Die Reaktionswärme ist somit gleich dem Negativ der algebraischen Summe aus den Produkten aus der Standardmolaren Verbrennungsenthalpie aller an der Reaktion beteiligten Stoffe in diesem Zustand und ihren Stöchiometrie-Koeffizienten in der chemischen Gleichung. Zum Beispiel für die Reaktion unter Standardbedingungen: CH3CHO(l) + H2(g) == C2H5OH(l). Dabei gilt: △rHmθ = -1166,37 kJ/mol, △cHmθ = -285,84 kJ/mol, △cHmθ = -1366,83 kJ/mol. Somit gilt: △rHmθ = -ΣBVB·△cHmθ(B) = -[(-1366,83·1) + (-1166,37·(-1)) + (-285,84·(-1))] kJ/mol = -85,38 kJ/mol. Die Reaktionswärme beträgt also -85,38 kJ/mol. Außerdem kann die Standardmolekulare Entstehungsenthalpie der Reaktanten und Produkte anhand ihrer Standardmolekularen Verbrennungsenthalpie sowie der entsprechenden Verbrennungsgleichungen bestimmt werden. Auf diese Weise lässt sich auch indirekt die Reaktionswärme ermitteln. Faktoren, die die Reaktionswärme beeinflussen: Interne Faktoren: Sie hängen mit der Entstehungsenthalpie der Reaktanten sowie der Entstehungsenthalpie der Produkte in der chemischen Reaktion zusammen. Externe Faktoren: Zusammenhängend mit der Reaktionstemperatur und dem Druck.
4. Die Reaktionswärme wird aus der Gesamtenergie der Reaktanten und Produkte berechnet: △H = Gesamtenergie der Produkte – Gesamtenergie der Reaktanten. 5. Berechnung anhand der Verbrennungsenthalpie: Die bei der Verbrennung einer Substanz freigesetzte Energie Q beträgt n (brennbare Substanz) × Verbrennungsenthalpie dieser Substanz.
6. Berechnung nach dem Hauptsatz von Hess: Unabhängig davon, ob eine chemische Reaktion in einem Schritt oder in mehreren Schritten abläuft, bleibt die Reaktionsenthalpie dieselbe ； Das bedeutet, dass die Reaktionswärme einer chemischen Reaktion nur von den Anfangs- und Endzuständen der Reaktion abhängt – nicht jedoch vom Reaktionsweg. Das heißt, wenn eine Reaktion in mehreren Schritten ablaufen kann, dann ist die Summe der Reaktionswärmen der einzelnen Schritte gleich der Reaktionswärme, wenn die Reaktion in einem Schritt abläuft. 7. Die Reaktionswärme ΔrHmθ wird anhand der standardmolaren Standardbildungsenthalpie der Reaktanten und Produkte berechnet. Bei einer bestimmten Temperatur und unter Standarddruck gilt: „0 = ΣBVBRB“. Dabei werden die Reaktanten durch Umstellen der Gleichung auf die rechte Seite gebracht; dabei sind die Koeffizienten der Reaktanten negativ. VB ist die Stoffmenge des jeweiligen Reaktanten oder Produkts RB, und ΣB bezeichnet die Summe über alle Stoffe. Somit gilt: ΔrHmθ = ΣBVBΔfHmθ(B) (siehe Abbildung). θ steht für den Standarddruck und beträgt 1*10^5 Pa. Tatsächlich wird dieses Symbol nicht als „Sita“ geschrieben – es handelt sich dabei einfach um einen Kreis mit einer horizontalen Linie in der Mitte. Es sieht etwas dicker aus als „Sita“. “„m“ steht für pro Mol der Reaktion); die Reaktionswärme entspricht also der algebraischen Summe aus den Standardmolarbildungsenthalpen aller an der Reaktion beteiligten Stoffe in diesem Zustand und den Stoffmengenkoeffizienten dieser Stoffe in der chemischen Gleichung. Dies kann mithilfe des Hess’schen Gesetzes und der Definition der Standardmolekularen Entstehungsenthalpie nachgewiesen werden, siehe Entstehungsenthalpie. In einigen Nachschlagewerken finden sich die Standardmolekularen Entstehungsenthalpie verschiedener Stoffe, mit deren Hilfe die benötigte Reaktionswärme berechnet werden kann. Zum Beispiel gilt für die Reaktion CO(g) + H2O(g) == CO2(g) + H2(g) bei 298 K und unter Standarddruck folgende Werte für die standardmäßigen molaren Entstehungsenthalpieen der Stoffe: △fHmθ = -110,53 kJ/mol, △fHmθ = -241,82 kJ/mol, △fHmθ = -393,51 kJ/mol, △fHmθ = 0. Somit gilt: △rHmθ = ΣBVB·△fHmθ(B) = (-393,51·1 + 0·1 + (-110,53)·(-1) + 241,82·(-1)) kJ/mol = -41,16 kJ/mol. Die Reaktionswärme beträgt also -41,16 kJ/mol. 8. Berechnung anhand der Standardmolaren Verbrennungsenthalpie von Reaktanten und Produkten. Für viele organische Verbindungen ist es schwierig, sie direkt aus Elementen herzustellen. Da jedoch die meisten organischen Verbindungen brennen können, lässt sich ihre Standardmolare Verbrennungsenthalpie leichter ermitteln. Für die Reaktion in einem bestimmten Zustand „0=ΣBVBRB“ gilt außerdem, dass die Reaktionswärme gleich △rHmθ = - ΣBVB△cHmθ(B) ist (siehe Abbildung). Dies kann ebenfalls mithilfe des Hess’schen Gesetzes sowie der Definition der Standardmolaren Verbrennungsenthalpie nachgewiesen werden. Die Reaktionswärme ist somit gleich dem Negativ der algebraischen Summe aus den Produkten aus der Standardmolaren Verbrennungsenthalpie aller an der Reaktion beteiligten Stoffe in diesem Zustand und ihren Stöchiometrie-Koeffizienten in der chemischen Gleichung. Zum Beispiel für die Reaktion unter Standardbedingungen: CH3CHO(l) + H2(g) == C2H5OH(l). Dabei gilt: △rHmθ = -1166,37 kJ/mol, △cHmθ = -285,84 kJ/mol, △cHmθ = -1366,83 kJ/mol. Somit gilt: △rHmθ = -ΣBVB·△cHmθ(B) = -[(-1366,83·1) + (-1166,37·(-1)) + (-285,84·(-1))] kJ/mol = -85,38 kJ/mol. Die Reaktionswärme beträgt also -85,38 kJ/mol. Außerdem kann die Standardmolekulare Entstehungsenthalpie der Reaktanten und Produkte anhand ihrer Standardmolekularen Verbrennungsenthalpie sowie der entsprechenden Verbrennungsgleichungen bestimmt werden. Auf diese Weise lässt sich auch indirekt die Reaktionswärme ermitteln. Faktoren, die die Reaktionswärme beeinflussen: Interne Faktoren: Sie hängen mit der Entstehungsenthalpie der Reaktanten sowie der Entstehungsenthalpie der Produkte in der chemischen Reaktion zusammen. Externe Faktoren: Zusammenhängend mit der Reaktionstemperatur und dem Druck.
Die Methode für das 4. Stockwerk ist sehr umfassend zusammengefasst
Der Poster hat sich selbst die Frage gestellt und auch selbst geantwortet~:o Ich lerne* es mal