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Kalorimetrische Bestimmung molarer Reaktionsenthalpien - Einführung in die Kalorimetrie
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 86 Zeilen
- liebe Schülerinnen und Schüler herzlich willkommen zu einer neuen Ausgabe von Chemie echt fetzig in diesem Video geht
- es um die kalorimetrische Bestimmung molarer reaktionsenthalpien ob in der Thermodynamik bei der Energiebilanz oder
- sogar in der Ernährungswissenschaft die Kalorimetrie spielt eine vielseitige Rolle die Kalorimetrie ist eine
- experimentelle Methode zur Bestimmung von reaktionwärmen hier findet also die
- Messung der Wärmemenge statt die bei chemischen Reaktionen vom System an seine Umgebung abgegeben oder vom System
- aus der Umgebung aufgenommen wird um die Reaktionswärme kalorimetrisch bestimmen zu können muss eine chemische Reaktion
- drei Voraussetzungen erfüllen die chemische Reaktion muss schnell verlaufen sie muss weitgehend
- vollständig ablaufen und eine ausreichend große Reaktionswärme haben sind diese Bedingungen erfüllt kann ich
- kalorimetrische Bestimmungen vornehmen im Mittelpunkt der Experiment Ermittlung der reaktionswärmen steht bei der
- Kalorimetrie das Kalorimeter die Reaktionswärme wird im Kalorimeter auf eine wasserportion übertragen diese
- wiederum stellt eine begrenzte Umgebung dar ein Kalorimeter ist ein Gefäß das gegen den Wärmeaustausch mit der
- Umgebung isoliert ist der Wärmeaustausch mit der begrenzten Umgebung also der wasserportion ist möglich im sogenannten
- bombenkalorimeter einem abgedichteten Stahlbehälter bleibt das Volumen des Systems während der der Reaktion
- konstant die Reaktionswärme entspricht der Reaktionsenergie hingegen entspricht die Reaktionswärme in einer offenen
- Apparatur der Reaktionsenthalpie in der schulchemie verwendet man oftmals sogenannte lowcost
- corimeter also selbstgebaute Kalorimeter die nicht viel kosten und einfach aufzubauen sind die Isolation eines
- Kalorimeters ist nie perfekt sodass ich bedenken muss dass es während der Reaktion zum Wärmeaustausch zwischen dem
- Kalorimeter und der Umgebung kommt das hier dargestellte Kalorimeter besteht aus zwei Pappbechern die ineinander
- gestellt sind in dem oberen befindet sich ein Thermometer das man durch das Loch des Deckels stecken kann es eignet
- sich wenn beim bestimm der Reaktionswärme mindestens ein Reaktionspartner als wässrige Lösung
- vorliegt weil die chemische Reaktion direkt im Gefäß durchgeführt werden kann zu beachten ist dabei nur dass die
- Reaktionspartner dieselbe Starttemperatur haben eine andere Möglichkeit ein einfaches Kalorimeter zu
- bauen ist dass man auch ein Reaktionsgefäß z.B ein kleines Becherglas nehmen könnte ind dem die
- Reaktion ablaufen soll dieses Reaktionsgefäß stellt man in ein Wasserbad das Grundprinzip der
- Kalorimetrie basiert auf dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden
- sondern nur von einer Form in eine andere Form umgeandelt werden in einem Kalorimeter wird die von der chemischen
- Reaktion freigesetzte oder aufgenommene Wärmeenergie genutzt um die Temperatur eines Mediums meist Wasser zu ändern
- diese Temperaturänderung wird gemessen um die Wärmemenge zu berechnen wie du bereits aus meinem Video über die
- Änderung der inneren Energie eines Systems weißt kann man den Absolutwert der inneren Energie eines Systems nicht
- experimentell bestimmen messbar ist allerdings die Änderung der inneren Energie stellen wir uns also vor dass
- eine exotherme Reaktion abläuft dabei wird die frei werdende Wärme aners Wasser im Kalorimeter übertragen die
- reaktionsproduktteilchen des Systems haben eine geringere innere Energie als die ausgangsstoffteilchen der Grund
- liegt vor allem in der abgegebenen Wärmemenge die vom Wasser im Kalorimeter aufgenommene Reaktionswärme ist
- proportional zur Temperaturdifferenz die Temperaturdifferenz ermittelt man indem man die ermittelte Anfangstemperatur von
- der Endtemperatur abzieht weiterhin ist die vom Wasser aufgenommene Reaktionswärme proportional zur Masse
- des Wasser die Reaktionswärme QR und damit die Änderung der inneren Energie eines Systems berechnet man mit
- folgender Gleichung qr= cph2o mal mh2o mal deltaat die
- Temperaturänderung eines Kalorimeters ist von seiner Wärmekapazität abhängig die Wärmekapazität beschreibt dabei die
- Wärmemenge die zur Erhöhung seiner Temperatur um ein Kelvin benötigt wird die molare Wärmekapazität ist die
- Wärmemenge die zur Erhöhung der temper um ein Kelvin für ein Mol eines reinstoffes gebraucht wird die
- spezifische Wärmekapazität die auch kurz spezifische Wärme genannt wird gibt an wie viel Wärmeenergie 1 Gramm eines
- Stoffes aufnehmen muss um die Temperatur des Stoffes um ein Kelvin zu erhöhen sie zeigt an wie gut ein Stoff Wärme
- speichern kann als kalorimeterfüssigkeit nutzt man oftmals Wasser weshalb man die spezifische
- Wärmekapazität von Wasser kennen sollte diesen Wert kann man den Wertetabellen entnehmen Wasser hat bei normalem Druck
- eine spezifische Wärmekapazität von 4,18 Joule pro Gamm mal Kelvin das heißt dass 1 g Wasser eine Energie von 4,18
- Joule aufnimmt wenn die Temperatur um 1 Kelvin steigt stell dir also vor dass die Temperatur beispielsweise 22° csus
- für 1 g Wasser beträgt diese soll auf 23° csus erhöht werden dafür ist eine Energie von 4,18 jou nötig manche
- Wertetabellen geben die spezifische Wärme Kapazität von Wasser mit 4,19 Joule pro Gamm mal Kelvin an zurück zu
- unserer Gleichung für die Berechnung der Reaktionswärme QR = CP von Wasser mal m von Wasser mal Delta t CP ist also die
- spezifische Wärmekapazität für Wasser hierfür setzt man den Wert 4,18 Joule pro Gramm mal Kelvin ein die Masse des
- Wassers wird vorher abgewogen und notiert den Wert für die Masse an Wasser setzt man ein angegeben in Gramm die
- Temperaturdifferenz ermittelt man wie vorhin schon angesprochen indem man von der Endtemperatur die Starttemperatur
- subtrahiert eine Temperaturdifferenz in Grad Celsius ist gleichzusetzen mit einer Temperaturdifferenz angegeben in
- Kelvin da es sich hier ausschließlich um die Veränderung der Temperatur die sich auf beiden Skalen betrachtet entweder
- gleich erhöhen oder gleich senken würde Wärme kann nur von einem stofflichen System auf ein anderes System übertragen
- werden wenn beide im Wärmeaustausch stehen dabei wird die Wärme des Systems mit der höheren Temperatur auf ein
- System mit einer niedrigeren Temperatur übertragen solange bis beide dieselbe Temperatur haben somit ist die
- abgegebene Wärmemenge des Systems mit der ursprünglich höheren Temperatur entsprechend des ersten Hauptsatzes der
- Thermodynamik gleich der entgegengesetzten aufgenommenen Wärmemenge des Systems mit der
- ursprünglich niedrigeren Temperatur kehren wir noch mal zurück zur Gleichung - deltau = QR = CP von Wasser mal der
- Masse von Wasser mal der Temperaturänderung Delta t diese Gleichung beschreibt die Übertragung der
- Reaktionswärme auf das Wasser dabei ist Q die Wärmemenge die das Wasser aufnimmt wenn die Reaktion exotherm ist die
- Betrachtung aus Sicht des Wassers bedeutet dass eine Temperaturerhöhung des Wassers auf eine Aufnahme von Wärme
- hinweist weil Q für das Wasser größer als 0 ist da die Reaktion exotherm ist gibt das System diese Wärme ab wenn du
- die Reaktionswärme als die vom System an die umgeb abgegebene Energie betrachten möchtest musst du das Vorzeichen ändern
- die Produkte die nach der Reaktion vorliegen sind energieärmer als die Ausgangsstoffe die innere Energie und
- damit die Reaktionsenthalpie hat abgenommen der Wert für die Reaktionsenthalpie bekommt somit ein
- negatives Vorzeichen die Reaktionsenthalpie kann berechnet werden durch die Gleichung Delta RH = - CP von
- Wasser mal Masse von Wasser mal Temperaturänderung Delta t der Wert der Reaktionsenthalpie
- ist abhängig von der eingesetzten Stoffmenge abhängig von der Größe der Stoffportion der reagierenden Stoffe
- werden für die reaktionsenthalpien unterschiedliche Werte ermittelt um die Reaktionsenthalpie chemischer Reaktionen
- miteinander vergleichen zu können wurde die molare Reaktionsenthalpie Delta RHM eingeführt dabei bezieht man die
- Reaktionsenthalpie Delta R auf einen bestimmten Stoffumsatz somit bezieht sich die molare Reaktionsenthalpie immer
- auf ein konkrete Reaktionsgleichung den Wert für die molare Reaktionsenthalpie berechnet man durch die Division der
- experimentell ermittelten Reaktionsenthalpie und der dabei umgesetzten Stoffmenge abschließend
- möchte ich noch auf drei Regeln eingehen die bei der Verwendung thermochemischer Gleichungen und enthalpiediagrammen
- hilfreich sind die Enthalpie ist eine extensive Größe das bedeutet dass die Enthalpie eine physikalische Größe ist
- wobei der Betrag delta H direkt proportional zur zur Menge des während der chemischen Reaktion verbrauchten
- Stoffes ist setze ich die doppelte Menge des Ausgangsstoffes ein so entsteht auch die doppelte Wärmemenge bei der
- Umkehrung einer chemischen Reaktion ändert sich das Vorzeichen aber nicht der Betrag der Enthalpieänderung die
- Änderung der Enthalpie einer chemischen Reaktion ist abhängig vom Zustand der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte
- deshalb ist es wichtig in thermochemischen Gleichungen die Aggregatzustände der Ausgangsstoffe und
- Reaktionsprodukte anzugeben zu zusammenfassend halte ich fest dass die Kalorimetrie eine Möglichkeit bietet
- reaktionswärmen experimentell zu bestimmen und somit auch die Änderung der Reaktionsenthalpie zu ermitteln sie
- basiert auf dem Energieerhaltungssatz und wird in vielen wissenschaftlichen und praktischen Bereichen
- eingesetzt sei auch nächstes Mal wieder dabei wenn es heißt Chemie echt fetzig
Zum Nachlesen
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