Übungen zur Vorlesung Physikalische Chemie I
- Thermodynamik, Kinetik  -

Besprechung am Do 20.12.2001



Übungsblatt 9

Aufgabe 1
Reinhold Messner möchte, da das deutsche Privatfernsehen zur Steigerung der Einschaltquoten und der Werbeeinnahmen live überträgt, auf dem Nanga Parbat im Himalaya einen Messner-Tee aufbrühen. Wie heiß wird das Teewasser, wenn Messner einen filmtechnisch geeigneten Platz in 8200m Höhe findet?
(Hinweis: Der Druck nimmt mit zunehmender Höhe h nach der barometrischen Höhenformel  p = p0·exp(-Mgh/RT) ab, wobei g 9.81 m/s2, M, die molare Masse der Luftmoleküle, 28.96 g/mol und T 283 K betragen. Kombinieren Sie die barometrische Höhenformel mit der Clausius-Clapeyron Gleichung (auf unterschiedliche Anfagsbedingungen achten!). Ausgangspunkt ist der Siedepunkt am Erdboden: ΔVH(105 Pa, 373 K) = 40.66 kJ/mol.)

Aufgabe 2
Die Dichte einer 50%igen wäßrigen Lösung von Ethanol bei 25°C beträgt 0.914 g/cm³. Berechnen Sie das partielle molare Volumen des Ethanols, wenn das partielle molare Volumen des Wassers 17.4 cm³/mol und das Gesamtvolumen der Lösung 0.1 L sind. (MWasser = 18.02 g/mol, MEthanol = 46.07 g/mol)

Aufgabe 3
Der Dampfdruck von Salpetersäure wurde bei unterschiedlichen Temperaturen bestimmt:
 

T / °C 0 20 40 50 70 80 90 100
p / Pa 192 639 1770 2770 6230 8930 12490 17090

Wie groß sind die molare Verdampfungsenthalpie, der Siedepunkt bei p0 = 105 Pa und der Dampfdruck bei -10°C? (Hinweis: Wählen Sie eine geeignete graphische Darstellung, so dass Sie aus der Steigung die Verdampfungsenthalpie bestimmen können.)

Aufgabe 4
Die Gleichungen der Verdampfungskurve und der Sublimationskurve für den Distickstoffmonoxid N2O sind:

Verdampfungskurve:      ln(p) = (-1977.3 / T) + 22.246,
Sublimationskurve:        ln(p) = (-2837.3 / T) + 26.953.

a) Wie groß sind die Verdampfung-, die Sublimations- und die Schmelzenthalpie?
b) Berechnen Sie den Dampfdruck, die Temperatur und die Änderung dp/dT des Dampfdruckes und des Sublimationsdruckes mit der Temperatur im Tripelpunkt. (Hinweis: Der Tripelpunkt ist der Schnittpunkt der beiden Kurven p(T)).