Thermodynamische Klassifizierung der Wassergas-Shift-Reaktion -exotherm, endotherm, exotrop, endotrop, exergonisch oder endergonisch

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Formal Metadata

Title
Thermodynamische Klassifizierung der Wassergas-Shift-Reaktion -exotherm, endotherm, exotrop, endotrop, exergonisch oder endergonisch
Subtitle
Übungsaufgabe 18
Title of Series
Part Number
Ü 18
Author
Contributors
License
CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany:
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Identifiers
Publisher
Release Date
2013
Language
German
Production Year
2013
Production Place
Jülich

Content Metadata

Subject Area
Keywords Physikalische Chemie Thermodynamik
Water gas shift reaction Hydrogen Computer animation Carbon dioxide Syngas Chemisches Gleichgewicht Carbon dioxide Process (computing)
River delta Computer animation Carbon dioxide Syngas Bildungsenthalpie
Verdampfungswärme Bildungsenthalpie River delta Water gas shift reaction Ausgangszustand Carbon monoxide Hydrogen Computer animation Carbon dioxide Syngas Carbon dioxide Elementanalyse Bildungsenthalpie
Water gas shift reaction Vancomycin Computer animation Carbon dioxide Syngas Chemical reaction Bildungsenthalpie
Hydrogen River delta Vancomycin Computer animation Carbon dioxide Syngas Process (computing) Bildungsenthalpie
Crystal
Eine Aufgabe zum Thema "chemisches Gleichgewicht" Wir betrachten die Wassergas-Shift-Reaktion: Aus Kohlendioxid und Wasserdampf entstehen Kohlendioxid und Wasserstoff. Je nach Temperatur liegt das Gleichgewicht mehr auf der rechten Seite (Produkte) oder auf der linken Seite (Reaktanten). In der Thermodynamik klassifizieren wir Prozesse als endotherm oder exotherm: Bei Umsatz der Reaktanten zu den
Produkten kann die Enthalpie abnehmen (exotherm, Wärme wird "frei") oder zunehmen (endotherm; Wärme wird "verbraucht") Wir berechnen die Enthalpieänderung
delta(H) aus den tabellierten Werten der Standard-Bildungsenthalpien delta(H)°F. Die Standard-Bildungsenthalpie ist
ein relatives Maß für die Energie, die in einer Substanz (einem System) steckt im Vergleich zu den Elementen. Aufgrund dieser Referenz (H(Elemente)=0) sind die meisten Standard-Bildungsenthalpien negativ. Bei der Wassergas-Shift-Reaktion besitzen die Reaktanten (CO und H2O) eine höhere
Enthalpie als die Produkte (H2 und CO2); es handelt sich demnach um einen exothermen Prozess (delta(H)<0) Bei der Berechnung sind die stöchiometrischen Umsatzzahlen zu berücksichtigen: (- 393,77 kJ/mol) für die Bildungsenthalpie von Kohlendioxid; Wasserstoff hat als Element definitionsgemäß die Bildungsenthalpie 0 kJ/mol. (- 110,62 kJ/mol) für die Bildungsenthalpie von Kohlenmonoxid und (-241,83 kJ/mol) für die Bildungsenthalpie von gasförmigem Wasser. Die stöchiometrische Summe der Enthalpien (die Differenz auf H(Produkte) und H(Reaktanten)) ergibt (- 41,32 kJ/mol) als delta(H)°R (molare Standard-Reaktions-Enthalpie) "Standard" (°) bedeutet: Ausgangszustand sind die reinen Reaktanten
und Endzustand sind die reinen Produkte. (100% Umsatz) Für die Wassergas-Shift-Reaktion ist
dies ein hypothetischer Wert, denn die Reaktion läuft nicht zu 100 % ab. (der HESSsche Satz - der Energieerhaltungssatz - gestattet auch die Berechnung von Reaktionen, die nicht
oder nicht vollständig ablaufen) Die Thermodynamik klassifiziert weiterhin die Prozesse in endotrop und
exotrop. Wir berechnen die Reaktionsentropie delta(S) aus den tabellierten Werte der Standardentropien (Normalentropien) S°. Die Standardentropien sind ein
absolutes Maß für die Entropie (das "Chaos") in einem System. Der Nullpunkt der Entropie ("maximale Ordnung") ist für ideale Kristalle bei Null Kelvin gegeben (Dritter Hauptsatz). Üblicherweise besitzen Substanzen daher eine positive Standardentropie Analog zur Berechnung der Reaktions-Enthalpie erfolgt die Berechnung der Reaktions-Entropie: Wir suchen die Standardentropien
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