Berechnung von Bildungsenthalpien aus Bindungsenthalpien nach HESS
Formal Metadata
Title |
Berechnung von Bildungsenthalpien aus Bindungsenthalpien nach HESS
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Subtitle |
Übungsaufgabe 13
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Title of Series | |
Part Number |
Ü 13
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Author |
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Contributors |
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License |
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
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Identifiers |
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Publisher |
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Release Date |
2013
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Language |
German
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Production Year |
2013
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Production Place |
Jülich
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Content Metadata
Subject Area | |
Keywords | Physikalische Chemie Thermodynamik |

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Bruttoformel
Gas
Hydrazine
Chemical compound
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Bruttoformel
Gas
Hydrazine
Binding energy
Chemical compound
Liberal Forum
00:42
Bruttoformel
Turbidity
Translation (biology)
Molecule
Hydrazine
Chemical compound
Pascal (unit)
01:14
Neon
Argon
Gas
Molecule
Differential calculus
Heat capacity
Helium
02:37
Molecule
Oxygen
Zweiatomiges Molekül
Chlorine
02:58
Trihalomethane
River mouth
Molecule
03:11
Linearmolekül
Molecule
Zweiatomiges Molekül
03:21
Linearmolekül
Translation (biology)
03:41
Molecule
Translation (biology)
Argon
Heat capacity
Chlorine
04:49
Heat capacity
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Jedem System kann man eine Innere Energie U zuordnen. Wir wollen nun die einfachsten Systeme - die Gase - energetisch diskutieren. Wie
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können wir die Innere Energie eines Gases im Detail verstehen? "Wie viel Energie steckt in einem Gas?" Die Innere Energie umfasst - die thermische Energie - die intermolekulare Energie und - die Bindungsenergie. Wir betrachten die thermische Energie etwas näher. Die thermische Energie beinhaltet
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die verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten
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der Teilchen: Im Einzelnen sind das - die Translation der Teilchen.
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- die Rotation der Teilchen und - die Oszillation der Teilchen
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Für die Translationsenergie haben wir in der Kinetische Gastheorie schon eine Gleichung kennengelernt: die mittlere Translationsenergie eines punktförmigen Gasteilchens ist 3/2
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* k * T. Ein mol Gasteilchen haben entsprechend
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das N(A)-fache dieses Betrages - und erhalten 3/2*R*T für die molare Translationsenergie in einem Gas. Aus dem totalen Differential der Inneren Energie ergab sich die molare Wärmekapazität idealer Gase als Ableitung der Inneren Energie nach der Temperatur. Die Ableitung von 3/2*R*T nach T ergibt 3/2*R. 3/2 R ist die molare Wärmekapazität C(Vm) (Molwärme) eines idealen Gases, welches nur Translations-Freiheitsgrade besitzt. Tatsächlich findet man genau diese isochore molare Wärmekapazität bei einatomigen Gasen z.B. bei Argon, Helium, Neon. Offensichtlich besitzen diese Gase ausschließlich Translationsenergie (als thermische Energie). Diese Gasteilchen können im klassischen Sinne weder rotieren noch schwingen - sie haben nur Translationsenergie. Wir können die Translationsenergie 3/2 R T aufspalten
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in 3 gleiche Anteile dreimal 1/2 R T: Jeder Translationsrichtung (x, y, z) entspricht die Energie 1/2 R T. Man spricht von Freiheitsgraden
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- die molare kinetische Energie pro Freiheitsgrad ist 1/2 R T Für mehratomige Gasteilchen sind auch weitere Freiheitsgrade möglich - etwa die Rotation. Sauerstoff oder Chlor liegen als zweiatomige Moleküle
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vor und können deshalb um verschiedene
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Achsen rotieren - damit haben sie weitere Möglichkeiten der Energieaufnahme.
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Wir können auch den Rotations-Freiheitsgraden eine
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thermische Energie von jeweils 1/2 R T zuordnen.
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Jedes lineare Molekül - also auch jedes zweiatomige Molekül - kann um zwei Achsen
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rotieren (beide Achsen stehen senkrecht zur
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Molekülachse) Lineare Moleküle besitzen also zwei Freiheitsgrade der Rotation. Ein zweiatomiges Gas besitzt neben den drei Freiheitsgraden der Translation noch zwei
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Freiheitsgrade der Rotation - also insgesamt 5 Freiheitsgraden. Wir berechnen eine molare Wärmekapazität C(Vm) von 5/2 R. Chlor hat bei Raumtemperatur ungefähr
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diese Wärmekapazität. Chlor kann mehr Wärme speichern als Argon, weil die Moleküle zusätzlich rotieren kann. Mehratomige Moleküle haben zusätzlich zur Translation und Rotation auch noch die Möglichkeit der Vibration (Oszillation). Die Oszillation beinhaltet sowohl kinetische als auch potentielle Energie - daher werden jedem Schwingungs-Freiheitsgrad die innere Energie 2/2*R*T zugeordnet. Für Chlor ergeben sich zusammengefasst 3 Freiheitsgrade der Translation 2 Freiheitsgrade der Rotation und 1 Freiheitsgrad der Oszillation und nach energetischer Gewichtung insgesamt 7/2*R*T
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innere Energie- entsprechend einer Molwärme
