Kalorimetrie Flashcards
Was ist Kalorimetrie?
Mit einem Kalorimeter werden die bei chemischen Reaktionen und physikalischen Vorgängen umgesetzte Wärmemengen (allg. angegeben als Q) gemessen. Die Wärme ist eine allg. Erscheinungsform der Energie und wird in [J] Joule angegeben
Wärmekapazität C
ist jene Wärmemenge, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge eines Stoffes um 1K zu erwärmen. Molare Wärmekapazität Cm [J/(mol*K)] Spezifische Wärmekapazität Cx [J/(kg*K)] Berechnung: Cg= Cw*mw + Ck = Cw*Vw*ρw + Ck Cg...gesamte Wärmekap. Cw...spezif. Wärmekap. d. Wassers Ck...Wärmekap. des Kalorimeters mw...Masse Wasser
Innere Energie U…
… ist abhängig von den Zustandsvariablen p, V, n, T und unabhängig davon auf welchem Weg der Zustand erreicht wurde. Sie setzt sich aus allen Energieparametern (Schwingungs-, Rotaionsenergie, …) einer Substanz zusammen und ist nicht direkt messbar, nur die Änderung von U1 zu U2 nach einer Reaktion. Die dabei umgesetzte Energie ΔU setzt sich aus ΔQ (Wärme) und ΔW (geleistete Arbeit, meist Volumsarbeit ΔW=p* ΔV) zusammen.
ΔU=U2-U1=Q+W
Wird bei einer isobar ablaufenden Reaktion keine Volumsarbeit geleistet ist ΔQ= ΔU
(molare) Reaktionsenthalpie ΔH
…ist die bei der Reaktion umgesetzte Wärmemenge und wie die Innere Energie eine Zustandsfunktion.
ΔHR=ΔQ / n (NaOH bzw HCl)
Neutralisationsenthalpie
Neutralisationsreaktioin: OH- + H+ -> H2O + Wärme
Wärme wird frei (exotherm) -> ΔH: neativ
spezifisch (bezogen auf Masse): ΔH=ΔQ=ΔU=-CgΔT
molare Reaktionsenthalpie: ΔHR= ΔQ 1/n(NaOH bzw. HCl)
Verdünnungsenthalpie
HCl(g) + H2O -> H3O+ * Cl-
Bei der Hydration der Ionen werden Lösungsmittel-Teilchen durch Wechselwirkungen an das Ion gebunden. Diese WW-Energie wird als Wärme frei
Schritte zur Bestimmung der Neutralisationsenthalpie
- Bestimmung der Wärmekapazität des Kalorimeters mit der Mischungsmethode
- Bestimmung der Verdünnungsenthalpie (bei der Zugabe von Säure zu Wasser/Probelösung)
- Ermittlung der Neutralisationsenthalpie
In allen Schritten werden Temperatursprünge aufgezeichnet.
