Besprechung am Do 06.12.2001
Aufgabe 1
Ermitteln Sie für die folgenden Reaktionen bei 298 K die Standard-Reaktionsentropie
ΔrS°
, -enthalpie ΔrH° und die freie
Standard-Reaktionsenthalpie ΔrG°
. Läuft die Hin- oder die Rückreaktion spontan ab?
S(β, monoklin) ↔
S(g)
1/2 N2(g) + 3/2
H2(g) ↔ NH3(g)
H2(g) + 1/2 O2(g) ↔
H2O(l)
H2O(l) ↔ H2O(g)
Hinweis: Die Werte ΔrS°,
ΔrH°,
ΔrG°
sind aus Literaturwerten (z.B. aus Atkins "Physikalische Chemie") zu berechnen
.
Aufgabe 2
Berechnen Sie die freie Reaktionsenthalpie ΔrG(375
K) für die Reaktion:
H2(g) + 1/2 O2(g) ↔
H2O(g)
aus den Werten von ΔrG°(298
K) und ΔrH°(298 K) (siehe Aufgabe
1). Sie müssen dabei die Gibbs-Helmoltz-Gleichung integrieren.
Hinweis: Die Reaktionsenthalpie ΔrH
soll als temperaturunabhängig betrachtet.
Aufgabe 3
Schreiben Sie die partielle Ableitung (∂p/
∂S)V
als
Funktion der Wärmekapazität CV sowie der Koeffizienten
der thermischen Ausdehnung α, der isothermen
Kompresibilität κund der Temperatur T;
verwenden Sie dabei die Maxwellschen Beziehungen.
Aufgabe 4
Die Thermolyse von Phosgen, COCl2 ↔
CO + Cl2 , bei unterschiedlichen Temperaturen liefert die folgenden
Gleichgewichtskonstanten K:
T / K | 635.7 | 670.4 | 686.0 | 722.2 | 760.2 |
K / kPa | 1.950 | 4.414 | 7.575 | 19.71 | 51.83 |
a) Wie groß ist im chemischen Gleichgewicht der Druck von Phosgen,
CO und Cl2 bei 760.2 K, wenn am Anfang kein Phosgen vorhanden
war und der Druck von CO und Cl2 jeweils 0.5·105
Pa betrug? (Hinweis: Betrachten Sie die Änderung der Partialdrücke
der Substanzen!)
b) Wählen Sie eine geeignete Auftragung, um die Reaktionsenthalpie
ΔrH
zu bestimmen. (Hinweis: ΔrG
= ΔrH - T ΔrS)
c) Bestimmen Sie außerdem die Gleichgewichtskonstante K, die
Reaktionsentropie ΔrS und die freie
Reaktionsenthalpie ΔrG bei 298 K.
(Hinweis: Auf Standardbedingungen beziehen.)