Berechnung des Zustandsdiagramms eines idealen Zweikomponentensystem

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Formal Metadata

Title
Berechnung des Zustandsdiagramms eines idealen Zweikomponentensystem
Subtitle
Klausuraufgabe 4
Title of Series
Part Number
K 04
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
General chemistry
Ethane Lecture/Conference Mixture Gas Methane Methane
Ethane Lecture/Conference Gas Mixture Gas Mixture Methane
Human body temperature Methane
Lecture/Conference Mixture Stoffmengenanteil Methane
In dieser Klausuraufgabe geht es um die Beschreibung eines idealen Zweikomponenten-Systems.
Methan und Ethan bilden sowohl in der Gasphase
als auch in der Flüssigphase ideale Mischungen. Berechnen Sie die Siedepunkte der reinen Komponenten und
skizzieren Sie das Siedediagramm bei einem Außendruck von 2 bar. Welche Zusammensetzung hat eine flüssige Mischung, die bei einem Druck von
2 bar bei - 100 °C siedet? Welche Zusammensetzung hat die Gasphase über dieser siedenden Mischung? Wir
berechnen zunächst die Siedepunkte
der reinen Komponenten. Dazu setzen wir in die Antoinesche Gleichung für den Druck 2 bar (also 200 000 Pa) ein und lösen nach den Temperaturen auf. (Methan
siedet bei 121 K; Ethan siedet bei 198 K) Sodann berechnen wir die Dampfdrücke bei - 100 °C, indem wir 173.15 K in die Antoinesche Gleichung für beide Komponenten einsetzen. (Für Methan errechnet sich ein Dampfdruck 25.4 bar; für Ethan 0.52 bar) Nach dem 1. Raoultschen Gesetz beträgt der Dampfdruck von Methan in der
Mischung gleich 25.4 bar mal dem Molenbruch des Methans. der Dampfdruck von Ethan in der Mischung ist 0.52 bar mal dem Molenbruch von Ethan. Insgesamt addieren sich die Dampfdrücke dann zum Außendruck, also zu 2 bar. Daraus erhält man den Stoffmengenanteil des Methans
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