Freie Enthalpie | Gibbs-Helmholtz-Gleichung | An einem Beispiel vorgerechnet
LED Learning every day
https://www.youtube.com/watch?v=lOyyRoZuV5o

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 in diesem Video möchte ich dir zeigen wie du die freie Enthalpie und die Gips Helmholtz Gleichung benutzen kannst um
0:05 zu entscheiden ob eine chemische Reaktion freiwillig abläuft oder eben nicht und da werden wir dann
0:11 Fachbegriffe exergonisch und endergonisch auch noch lernen schauen wir uns das Ganze an einem Beispiel an
0:16 andere Reaktion von Stickstoffdioxid zu die Stickstoff tetraxid hier siehst du diese
0:22 Reaktionsgleichung und wir wollen jetzt anschauen bei verschiedenen Temperaturen ob diese Reaktion freiwillig abläuft und
0:29 um das rauszubekommen muss man die sogenannte freie Enthalpie anschauen bei dieser freien Enthalpie wird nicht nur
0:35 berücksichtigt ob die Reaktion Ex oder endotherm ist also die Reaktionsenthalpie sondern auch noch die
0:42 Entropie die da ebenfalls eine Rolle spielt dafür beim Prozess ablaufen kann oder nicht und wir wollen es an diesem
0:48 Beispiel einmal durchrechnen und um das ausrechnen zu können brauchen wir erstmal unsere
0:53 Reaktionsenthalpie bei Standardbedingungen das wäre Delta rh0 und die berechnen wir mit Hilfe des
1:00 Satzes von Hess dazu habe ich auch schon mal ein Video gemacht hier gehe ich da schnell drüber wir brauchen die Standard
1:05 bildungsenthalpie von die Stickstoff tetraoxid minus 2 mal die standardbildungscenter B von
1:12 Stickstoffdioxid das Video zum Satz von Hess ist oben verlinkt falls du das noch mal anschauen willst warum man das
1:17 genauso rechnet diese Zahlenwerte sind in der Tabelle normalerweise gegeben das heißt die müssen wir uns da raussuchen
1:24 und da finden wir dann 9,16 Kilojoule pro Mol für unsere die Stickstoff tetraxid und die 33,1,8 für unser
1:33 Stickstoffdioxid wenn wir das Ausrechnen dann kriegen wir raus - 57,2 Kilojoule pro Mol es handelt sich jeweils also an
1:42 eine exotherme Reaktion heißt da wird Energie frei wenn diese Reaktion stattfindet das merkt man uns und jetzt
1:49 machen wir quasi das gleiche für die Entropie die berechnet man so ähnlich wie die Enthalpie bei
1:55 Standardbedingungen das wäre jetzt die Standard Reaktions Entropie und da brauchen wir eben auch die molare
2:01 Standard Entropie von die Stickstoff tetraxid und zweimal die molare Standard Entropie von
2:09 Stickstoffdioxid wenn wir das Rechnen dann finden wir die Tabellenwerte auch hier
2:13 304,29 Joule pro Kelvin mal mol minus zwei Mal die 240,06 Joule pro Kelvin mal 0 wenn wir das Ausrechnen dann kriegen
2:22 wir - 176 Joule pro Kelvin und mol und hier ist jetzt so eine kleine Falle auf die man achten muss die Entropie ist
2:30 meistens in Joule pro Kelvin und wohl eingegeben nicht in Kilojoule pro Kelvin und mol das heißt da macht man gerne
2:38 einen dimensionsfehler und den wollen wir jetzt gleich beheben indem wir das direkt im Kino pro Kevin und mol
2:44 umrechnen und dann haben wir eben eine Komma Verschiebung um drei Stellen und landen bei minus 0,176 kilojob Kelvin
2:52 und Mol was merken wir uns und jetzt können wir bei verschiedenen Temperaturen die freie
2:57 Enthalpie hier berechnen zum Beispiel wenn wir 25 Grad nehmen und wollen wissen wie sieht es in einem bei der
3:04 Reaktion aus läuft die dann freiwillig ab oder nicht und dafür berechnet man eben mit dieser Gips helmholtz-gleichung
3:10 die freie Enthalpie und das wäre bei uns im dann Delta g ist der RH 0 - 298,15 Kelvin das ist sind die 25°c in
3:20 Kelvin umgerechnet das ist immer ganz wichtig immer nur in Kelvin rechnen wenn zum Thermodynamik geht und wenn man da
3:27 die Zahlen einsetzt die wir vorher ausgerechnet haben dann landet man bei minus 4,73 Kilojoule pro Mol das wäre
3:34 jetzt eine sogenannte xrgonische Reaktion wegen dem Minus ja also wenn Delta gehen negativ ist dann
3:42 nennen wir direktionisch bei dieser Temperatur das bedeutet diese Reaktion läuft freiwillig ab normal zum
3:49 Verständnis Direktion liefert Energie also es wird Energie frei aber die Entropie des Systems erniedrigt sich
3:57 kann man sich ja auch logisch überlegen wir haben vorher zwei Teilchen jetzt nur noch ein Teilchen dadurch sind die
4:03 Anzahl unserer Möglichkeiten das heißt die Entropie des Systems sinkt das geht eben nur weil die Reaktion gleichzeitig
4:10 exotherm ist also Energie an die Umgebung abgegeben wird und dadurch die gesamt Entropie steigt und was davon
4:17 überwiegt das wird eben durch die Temperatur geregelt nur was passiert jetzt aber zum
4:22 Beispiel bei 100°c wenn wir da das gleiche Rechenspiel noch mal machen wieder dran denken erst die Grad Celsius
4:29 in Kelvin umrechnen in dem Fall hat 373,15 Kelvin wenn man das mit den gegebenen Zahlenwerten berechnet dann
4:37 landen wir bei Plus 8,47 Kilojoule pro Mol das wäre jetzt eine endergonische Reaktion dieser Reaktionen laufen nicht
4:46 freiwillig ab und da sehen wir eben aha bei einer höheren Temperatur kommt jetzt eben der Effekt mit rein dass die
4:54 Entropie sinkt in unserem System und das kann die frei werdende Enthalpie eben nicht mehr kompensieren deshalb wäre
5:03 diese Reaktion bei 100°c