Gibbs - Helmholtz - Gleichung und Entropie
Chemie - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=xPF2hn6DPNg

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Moin Leute, kennt ihr das? Ihr schaut in euer Zimmer und obwohl ihr da letzt aufgeräumt habt, sieht es aus wie in
0:05 meinem Messi. Überall fahren Klamotten und leere Flaschen rum, halt voll die Unnung und dann muss man wieder ewig
0:12 aufräumen. Was in der Chemie die Unnung ist und was sie mit Reaktion zu tun hat, das kommt jetzt.
0:24 So als Chemika steht man ja oftmals vor dem Problem, dass man keine Ahnung hat, wann eine Reaktion spontan abläuft und
0:31 bei welcher Temperatur das nicht mehr geht. Problem ist, bei jeder Temperatur ausprobieren ist auch irgendwie dumm,
0:37 aber zum Glück kann man den Spaß auch berechnen. Vom Prinzip wissen wir, Reaktionen laufen von alleine ab, wenn
0:43 Energie frei wird. Also, wenn wir bei der Reaktion von einem energetisch höheren in einem energetisch tiefer
0:49 liegenden Zustand landen. Ähnlich ist es auch mit einem Ball an einem Berg. Der rollt dann auch nicht nach oben, sondern
0:55 nach unten. Da ist die Energie niedriger und wird eben frei in Form von Bewegung. Wenn man jetzt aber nur die Enhalpie von
1:02 Reaktionen betrachtet, ist das seltsam. Bei exothermen Reaktionen passt doch alles. Die geben Wärme ab, wunderbar.
1:08 Aber Endotherme Reaktionen laufen ab und verbrauchen Wärme. Das ist ja dann aber so, als würde der Ball am Berg nach oben
1:15 rollen. Also ziemlich strange. Also, die Enthalpie alleine zu betrachten führt zu totaler Verwirrung. Deshalb wurde eine
1:22 neue Größe betrachtet, die Entropie. Die steht eben für das Maß der Unordnung. Als Beispiel schön aufgeräumtes Zimmer
1:30 hat eine geringe Unordnung, deshalb auch eine niedrige Entropie. Janszimmer dagegen hat eine hoheentropie und eben
1:37 bei den spontanen enden Reaktionen oder auch Vorgängen, bei denen keine Wärmefrei wird, wird die Entropie immer
1:43 größer und das kann eine Reaktion auch antreiben. Z.B. wenn ihr sowas simples macht, wie ein bisschen Brom in einen
1:50 Standzylinder kippen. Am Anfang ist das Brom am Boden flüssig und damit gut geordnet. Wenn ihr aber wartet, verteilt
1:58 es sich als Gas im ganzen Zylinder. Durch die Durchmischung erhalten wir eine viel höhere Unordnung in unserem
2:04 System. Wichtig ist auch noch, die Unordnung von Stoffen ändert sich mit der Temperatur beim absoluten Nullpunkt,
2:11 also 0 Kelvin oder etwa -273°C liegen die Stoffe als Feststoffe vor. Hier haben sie eine sehr hohe Ordnung
2:20 und damit eine Entropie von null. Wenn die Stoffe jetzt erwärmt werden, nimmt die Unordnung ständig zu. Der flüssige
2:27 und gaswörmige Zustand sind schon viel unordentlicher als der Feststoff. So, aber wie finden wir jetzt die
2:33 Entropieänderung während einer Reaktion raus? Ähnlich wie bei der Enhalpie kann auch die Reaktionsentropie Delta SR
2:41 berechnet werden. Für die einzelnen Stoffe gibt es eben auch hier Tabellen, wie viel Entropie sie haben. Und die
2:46 Enhalpie einer Reaktion lässt sich dann berechnen als die Summe der Entropie der Produkte minus die Summe der Entropie
2:53 der Edukte. Und der berechnete Wert Delta SR hat dann die Einheit Joule pro Kelvin und Mol. Das steht aber auch in
3:01 den Tabellen dabei. Und weil die Reaktionsentropie und die Reaktionsenthalpie
3:06 alleine nicht viel aussagen, brauchen wir jetzt eine Gleichung, die beide verknüppt, damit wir sehen können, ob
3:12 eine Entropieänderung ausreicht, eine sonst Endotherreaktion anzutreiben. Und dafür gibt es die Gips
3:18 Helmholzgleichung. Hiermit wird aus Reaktionsenthalpi Delta HR und Reaktionsentropie Delta SR
3:26 zusammen mit der Temperatur eine neue Größe berechnet. die freie Reaktionsenthalpie Delta GR und zwar
3:33 folgendermaßen: Delta Gr = Delta HR - T* Delta SR, also eben Reaktionsenthalpieus die Temperatur mal die
3:43 Reaktionsentropie, wobei die Temperatur in Kelvin angegeben sein muss. Und der Wert der freien
3:49 Enhalpie Delta Gr sagt euch jetzt aus, ob eine Reaktion freiwillig ablaufen kann. Wenn der Wert kleiner als null
3:55 ist, dann läuft die Reaktion freiwillig ab und kann spontan ablaufen. Dann heißt die Reaktion auch hexagonisch. Also
4:03 insgesamt wird Energie frei. Wenn der Wert größer als null ist, dann kann die Reaktion nur ablaufen, wenn ständig
4:10 Energie zugeführt wird. Sie läuft also nicht freiwillig oder spontan ab. Die Reaktion heißt dann Endde aggonisch.
4:16 kann man sich merken, weil hier ist schnell Ende und es reagiert nicht weiter. Die Entropie ist also der Grund,
4:21 warum eine endotherme Reaktion insgesamt hexagonisch sein und spontan ablaufen kann. Wenn euch die Reaktion Enthpie und
4:29 die Berechnung dazu noch mal genauer interessiert, dann schaut in das Video hier rein. Ansonsten habt ihr jetzt eine
4:34 ziemlich gute Ausrede, wenn mal jemand sagt, euer Zimmer ist unordentlich, weil Systeme wollen immer möglichst große
4:39 Unnung, ist energetisch günstiger. Wie sieht's bei euch aus? Eher alles ordentlich? Dann eine #ordnung muss sein
4:45 in die Comments oder eher schön gemütliche Unordnung. Dann postet #meister Chaos.