Übungen zur Vorlesung Physikalische Chemie I
- Thermodynamik, Kinetik  -

Besprechung am Do 13.12.2001



Übungsblatt 8
 

Aufgabe 1

Der Fugazitätskoeffizient φ eines Gases bei 20 K beträgt 0.72. Um welchen Wert unterscheidet sich das chemische Potential dieses Gases vom chemischen Potential eines idealen Gases im gleichen Zustand?

Aufgabe 2

Berechnen Sie die temperaturunabhängige Standardenthalpie ΔrH° der Autoprotolyse des Wassers. Gegeben sind pKw = 14.17 bei 20°C und pKw = 14.00 bei 25°C. Wie groß ist der pH-Wert des Wassers bei 37°C?
(Hinweis: Gehen Sie von der Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante Kw aus und berücksichtigen Sie, dass die pH- und pKw-Werte über den dekadischen Logarithmus definiert sind.)

Aufgabe 3

Wie groß sind bei 25°C die pH-Werte von:

a) 0.10 M     NH4Cl(aq)
b) 0.30 M     CH3COO Na(aq)
c) 0.50 M     CH3COOH(aq)

wenn KS(NH4+) = 5.623·10-10 , KS(CH3COOH) = 1.778·10-5 bekannt sind.
(Hinweis: Analog zur Säurenkonstante KS kann man eine Basenkonstante KB definieren: KB = [HO-] [Säure]/[Base]. Außerdem gilt für KB: KB = Kw / KS)

Aufgabe 4

Betrachten wir die Zersetzung vom Methan in Elemente:

                CH4(g) ↔ 2H2(g) + C(s, Graphit)

(Hinweis: Berücksichtigen Sie, dass der Graphit als Feststoff keinen Partialdruck aufweist.)
a) Gegeben seien ΔBH(CH4) = -74.850 kJ/mol und ΔBS(CH4) = -80.67 J/K·mol jeweils bei 298.15 K und 105 Pa. Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante K bei dieser Temperatur.
b) Wie groß ist die Gleichgewichtskonstante K bei 65°C? (Hinweis: Die Reaktionsenthalpie ΔBH soll nicht von der Temperatur abhängen.)
c) Berechnen Sie die Dissoziationsgrad δ = n (dis)/n (ges) von Methan bei 298.15 K und 103 Pa. (Hinweis: n(dis) ist die Molenanzahl des disoziierten Methans uns n(ges) ist die gesamte Molenanzahl von Methan.)