Verteilungsquotient

Question 1

freie Enthalpie

Answer 1

• wenn Teilchenzahl n konstant (dn=0) ist es die molare freie Enthalpie (J/mol)
• beschreibt den Zustand eines Gleichgewichts:
  G=G(T,p,n_((k) )) = -SdT + Vdp
  mit T: Temperatur
  p: Druck
  n_((k)): Satz der Molzahlen der k-ten Komponente
  S= molare Entropie
  V= molares Volumen

Question 2

totale Differential

Answer 2

dG= [∂G/∂p](T)⋅dp+[∂G/∂T](p)⋅dT+∑k [∂G/∂n_k ](p,T,n_((i≠k)))⋅dn_k

Question 3

Gibbssche Phasenregel

Answer 3

F=K-P+2
F=Freiheitsgrade
K=Komponenten
P=Phasen

Question 4

totales Differential mit konstanter Temperatur und konstantem Druck

Answer 4

dG_(p,T) = ∑k [∂G/∂n_k](p,T,n_(i≠k))⋅dn_k=∑_k μ_k ⋅dn_k

Question 5

chemisches Potential µ_k

Answer 5

dG = 0 = ∑(k) μ_k⋅dn_k = ∑Produkte μ(k )⋅dn_k - ∑(Edukte) μ_(k )⋅dn_k

Question 6

Temperatur- und Druckabhängigkeit des chemischen Potentials

Answer 6

dG=V⋅dp-S⋅dT

• bei Erhöhung des Druckes bei konstanter Temperatur, das chemische Potential und damit auch die freie Enthalpie ansteigt
• bei Erhöhung der Temperatur bei konstanten Druck, hierbei verringert sich die freie Enthalpie und das chemische Potential
• das System wählt immer die Phase mit der geringsten freien Enthalpie und damit die stabilste

Question 7

Aktivität und Aktivitätskoeffizient

Answer 7

• (ideale Mischung) Koeffizient liegt bei unendlicher Verdünnung bei 1
• (reale Mischung) es gelten die gleichen Gesetzmäßigkeiten
• Aktivität a=f*x ist eine thermodynamische Größe die anstelle von der Stoffkonzentration verwendet wird oder auch dem Molenbruch
• Aktivitätskoeffizient f ist das Verhältnis der Aktivität zur Konzentration, er weicht bei zunehmender Konzentration ab
• Im Aktivitätskoeffizienten kommen die Abweichungen vom Idealverhalten der Lösung zum Ausdruck
• f ist dimensionslos

Question 8

Nernstsche Verteilungssatz

Answer 8

• das Verhältnis a_k^P≈c_k^P gilt für verdünnte Lösungen

(c_k^II)/(c_k^I )=const.=K

Question 9

Phasengleichgewicht für die k-te Komponente

Answer 9

dG=0=μ_k^I ⋅ dn_k^I+μ_k^II ⋅ dn_k^II = (μ_k^I-μ_k^II ) ⋅dn_k^I

Question 10

Abhängigkeit von µ und G von Gleichgewichtsaktivität a

Answer 10

μ_k^P=μ_k^(0,P)+ R⋅T⋅lna_k^P

Question 11

Keine Dissoziation und keine Assoziation

Answer 11

K=(c^II )^b/(c^I )^a =(c_T )^b/(c_W )^a

Question 12

mit Dissoziation und Assoziation

Answer 12

c_T=(c_W )^(a/b)∙K^(1/b)=(c_W )^(a/b) ⋅K’
mit K’=K^(1/b)
Anwenden von Logarithmus führt zu einer Geradengleichung:
log⁡c_T=a/b log⁡c_W+log⁡K’

Question 13

Redoxreaktion von Iod in Wasser und Toluol

Answer 13

2S_2 O_3^(2-) + I_2 → 2 I^- + S_4 O_6^(2-)

- 2 Teile Natriumthiosulfat für einen Teil Iod benötigt

Question 14

Aufgabenstellung

Answer 14

es ist der Verteilungsquotient von
- Iod zwischen Wasser und Toluol und
- Benzoesäure zwischen Wasser und Toluol
zu bestimmen

Question 15

Zeichne Benzoesäure

Answer 15

…

Question 16

Zeichne Toluol

Answer 16

…

Question 17

Zeichne Iod

Answer 17

…

Question 18

Verteilungskoeffizient

Answer 18

K = [A^II]^b / [A^I]^a

a und b sind stöchiometrische Koeffizienten