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14:13 SciFox German 2013

Phasengleichgewichte von idealen Mischungen - Raoultsches Gesetz und die kolligativen Folgen

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
11:40 SciFox German 2013

Phasengleichgewichte reiner Stoffe - Wie entstehen Dampfdruck und Oberflächenspannung?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
14:55 SciFox German 2013

Konoden, Binodalen und invariante Punkte - Wie liest man Siedediagramme und Schmelzdiagramme?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
10:57 SciFox German 2013

Photonen, Ionen, Elektronen und Atome als Sonden - Wie analysiert man eine Oberfläche

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
05:36 SciFox German 2013

GIBBSsche Energie (Freie Enthalpie) und Gleichgewicht - wie misst man die Instabilität eines Systems?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
15:27 SciFox German 2013

Prozessgrößen Wärme und Arbeit - Wie beschreibt man Energieaustausch mit Zahlen?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
08:08 SciFox German 2013

JOULE-THOMSON-Effekt und LINDE-Verfahren - Wie erzeugt man flüssige Luft?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
16:10 SciFox German 2013

Zustandsdiagramm eines Einkomponentensystems - wie beschreibt man einen reinen Stoff mit Zahlen?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
01:49 SciFox German 2013

Oberflächenanalytik - Übungsaufgabe 5b: Oberflächenspannung von Festkörpern

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
04:34 SciFox German 2013

Berechnung der Mischungsentropie und -enthalpie für die Mischung zweier Flüssigkeiten

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
01:32 SciFox German 2013

Umrechnung einer Gleichgewichtskonstante nach VAN´T HOFF - Verschiebung eines exothermen Gleichgewichts

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
07:38 SciFox German 2013

Stoßtheorie (LEWIS-TRAUTZ) und EYRING-Theorie - Der Übergangszustand bestimmt die Reaktionsgeschwindigkeit

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
09:22 SciFox German 2013

Dampfdruck von reinen Stoffen nach CLAUSIUS CLAPEYRON - Wie wohl fühlt sich eine Komponente in einer Phase?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
05:06 SciFox German 2013

Oberflächenspannung und die Folgen - Sind Oberflächen immer Minimalflächen?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
12:41 SciFox German 2013

Siedelinie, Taulinie und Azeotrop - Wie liest man Siedediagramme?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
08:49 SciFox German 2013

Phasendiagramme mit Mischungslücke - heterogenes Gemenge oder homogene Mischung?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
08:14 SciFox German 2013

YOUNGscher Randwinkel und Kapillarität - wie hoch steigt Wasser in einer Kapillare?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
07:08 SciFox German 2013

Binodalen und Konoden im Phasendiagramme von Dreikomponentensystemen - Wie liest man das GIBBSsche Dreiecksdiagramm?

  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
07:13 SciFox German 2013

Zusammenschaltung von Elektroden zu Galvanischen Zellen - die Kathode ist freiwillig positiv

Wie beschreibt man Chemie mit Zahlen? "In meinem Labor gelten die Gesetze der Thermodynamik" (Dr. Lauth) Vielen Dank an Anika Lauth für Beschaffung und Bedienung der Medientechnik und Software Skript verfügbar unter http://www.fh-aachen.de/fileadmin/people/fb03 lauth/upload/Skript Physikalische Chemie - Wie beschreibt man Chemie mit Zahlen.pdf Übungsaufgaben (Nummerierung der Aufgaben leicht modifiziert) verfügbar unter http://www.fh-aachen.de/fileadmin/people/fb03 lauth/upload/%C3%9Cbungsaufgaben zur Physikalischen Chemie.pdf (SciFox Productions CC-BY-SA) (zum Nachlesen: ISBN 978-3-662-46228-7 und ISBN 978-3-662-47017-6) (einige Videos sind Ergänzungen zum Fernstudium Chemie; Begleitmaterial ist über den springer.com erhältlich: „Verhalten der Gase“ ISBN 978-3-662-47676-5; „Chemische Thermodynamik ISBN 978-3-662-47621-5; „Phasengleichgewichte“ ISBN 978-3-662-47571-3; „Reaktionskinetik“ ISBN 978-3-662-47674-1; „Elektrochemie“ ISBN 978-3-662-47599-1)
  • Published: 2013
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
11:54 SciFox German 2019

Wie lesen wir Phasendiagramme von Mehrkomponentensystemen?

Phasendiagramme diskutiert man am besten so, dass man zunächst die homogenen und heterogenen Bereiche sucht, danach die Binodalen kennzeichnet und benennt und schließlich einige Kondomen einzeichnet. Danach können wir noch die invarianten Punkte benennen und die Prozesse, die an diesen Punkten ablaufen, spezifizieren. Ideale Phasendiagramme, egal ob Schmelz-oder Siedediagramme, zeigen weder Maximum noch Minimum in den Binodalen. Bei realen Mischungen kann es zu Maxima und Minima kommen, die je nach Diagrammtyp Azeotrop, Peritektikum oder Eutektikum genannt werden. Für die Veranschaulichung von 3-Komponenten-Mischungen hat sich das Gibbs'sche Dreiecksdiagramm bewährt. Auch in diesem Diagramm gibt es Binodalen und Konoden. Eine Konode verrät uns nicht nur die Zusammensetzung der Phasen im heterogenen Gebiet, sondern auch deren Mengenverhältnis (Anwendung des Hebelgesetzes).
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
10:29 SciFox German 2019

Wie schnell gelangen wir ins Gleichgewicht und wie viel Arbeit können wir dabei gewinnen?

Die konduktiven Transportprozesse Wärmeleitfähigkeit und Diffusion können durch ähnliche Gesetze beschrieben werden: das sind die Fourier'schen Gesetze und die Fick'schen Gesetze. Kleine und leichte Gasteilchen transportieren die Wärme am besten und diffundieren auch am schnellsten. Während die komplette Umwandlung von Arbeit in Wärme problemlos ist, ist die Umwandlung von Wärme in Arbeit nur mit gewissen Wirkungsgrad möglich; dieser Wirkungsgrad kann nach Carnot nicht größer werden als delta(T)/T(high).
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
14:07 SciFox German 2019

Wo liegt das Gleichgewicht und wie können wir es verschieben?

Der Antrieb eines Prozesses besitzt zwei Anteile: einen energetische Anteil delta(H) und einen entropischen Anteil delta(S). An der Seite von delta(S) steht noch die Temperatur. Von Größe und Vorzeichen von delta(H) und delta(S) und unter Umständen auch noch von der Temperatur hängt es nun ab, wie groß der Antrieb eines Prozesses ist. Der Standardantrieb delta(G)° beschreibt den Unterschied der Instabilität zwischen Eduken und Produkten. Aus delta(G)° können wir die Gleichgewichtskonstante K(eq) berechnen. Die Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten wird durch die Gleichung von van't Hoff beschrieben. Qualitativ können wir die Verschiebung von Gleichgewichten mit dem Prinzip des kleinsten Zwanges diskutieren.
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
13:50 SciFox German 2019

Sind die Energie und/oder die Entropie mit uns?

Der 1. und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik sind Aussagen über die Energie und die Entropie im Universum. Wir können die Energie- und Entropie- änderung während eines Prozesses messen oder auch mit Hilfe von Tabellenwerten berechnen. Aus diesen beiden Größen können wir die Freie Enthalpie mit der Gibbs-Helmholtz-Gleichung errechnen und diese ist nun ein Maß für die Instabilität, die uns sagt, ob ein Prozess komplett ablaufen kann oder nicht.
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
12:19 SciFox German 2019

Wie unterscheiden sich Lösemittel und Lösung?

Die Thermodynamik bei der Herstellung von Lösungen kann mit der Theorie von Flory und Huggins beschrieben werden. Ideale Lösungen besitzen den Flory-Huggins-Parameter chi=0 und zeigen z.B. keine Mischungswärme. Eine Lösung besitzt immer einen niedrigeren Dampfdruck als ein reines Lösemittel. (1. Raoult'schen Gesetz). Eine Lösung hat einen höheren Siedepunkt und einen niedrigeren Gefrierpunkt als das reine Lösemittel. (2. Raoult'sches Gesetz). Die genannten 3 Eigenschaften sind kolligativ, das bedeutet: nur die Anzahl der gelösten Teilchen entscheidet, nicht die Art der gelösten Teilchen. Der osmotische Druck ist eine weitere kolligative Eigenschaft; man kann ihn nach van't Hoff berechnen und er spielt speziell in der Biologie eine große Rolle.
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
12:19 SciFox German 2019

Wie beschreiben wir Phasengleichgewichte?

Der Dampfdruck ist der Gleichgewichts- Partialdruck über einer kondensierten Phase. Der Dampfdruck hängt vor allem von der Flüchtigkeit der Substanz und von der Temperatur ab. Die Dampfduckkurve eines Reinstoffes, die beim Tripelpunkt beginnt und beim kritischen Punkt endet, kann z.B. nach Clausius-Clapeyron oder Antoine beschrieben werden. Über Lösungen ist der Dampfdruck niedriger über einem reinen Lösemittel (1. Raoult'sche Gesetz) Wenn wir ein Gas in einer Flüssigkeit lösen, dann ist die gelöste Gasmenge proportional zum Partialdruck des Gases oberhalb der Flüssigkeit (Henry'sche Gesetz).
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
10:49 SciFox German 2019

Wie beschreiben wir die Kinetik einer einfachen Reaktion?

Die Konzentration der Edukte kann in unterschielicher Art und Weise auf die Reaktionsgeschwindigkeit wirken. Man quantifiziert dies durch Angabe der Reaktionsordnung. Je nach Reaktionsordnung ergeben sich unterschiedliche Geschwindigkeitsgesetze, Konzentrations-Zeit-Kurven und Halbwertszeiten. Mikroskopisch kann eine Reaktion durch das Reaktionsprofils veranschaulicht werden. Hier ist insbesondere das Maximum - der Übergangszustand - für die Reaktionsgeschwindigkeit relevant. Mit der Arrheniusgleichung können wir den Temperatureinfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit quantifizieren. Die kinetischen Kenngrößen Aktivierungsenergie und Frequenzfaktor erhalten wir durch Auswertungen der Daten mittels der Arrheniusauftragung. Wenn wir diese Kenngrößen kennen, können wir Geschwindigkeitskonstanten, Umsätze und Reaktionszeiten für beliebige Temperaturen ermitteln. Einflüsse von Katalysatoren, Lösemittel und Ionenstärke lassen sich durch die Eyring'sche Theorie des Übergangszustandes quantifizieren.
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
15:22 SciFox German 2019

Wie können wir gasförmige Systeme makroskopisch und mikroskopisch beschreiben?

  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
15:41 SciFox German 2019

Wie betrachten wir die Welt thermodynamisch?

Ein Thermodynamiker untersucht Systeme - das sind abgegrenzte Bereiche im Universum. Er beschreibt den Zustand des Systems und erfindet dabei auch neue System-Eigenschaften (z.B. die Zustandsgrößen Enthalpie, Entropie und freie Enthalpie). Eine Änderung eines Zustands nennt der Thermodynamiker "Prozess". Dieser wird beschrieben durch "delta-Größen" ( delta(T), delta(p) usw.) und durch die Prozessgrößen Wärme und Arbeit, die wegabhängig sind. Nützliche Formeln sind hierfür die Gibbs'sche Phasenregel, die Gleichung zur Berechnung der sensiblen Wärme und die Gleichungen zur Berechnung der elektrischen und der Volumen-Arbeit.
  • Published: 2019
  • Publisher: SciFox
  • Language: German
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