Vorlesung 7

Question 1

offenes System

Answer 1

Stofftransfer und Energietransfer

Question 2

geschlossenes System

Answer 2

Energietransfer

Question 3

isoliertes System

Answer 3

kein Austausch

Question 4

Energie-Transfer

Answer 4

Arbeit (W) kann verrichtet oder aufgenommen werden

• ->Volumenänderung
• ->mechanische Arbeit

Wärme (Q) kann verrichtet oder aufgenommen werden
–>Temperaturanstieg

Question 5

Innere Energie U

Answer 5

ΔU = ΔQ + ΔW
(Wärme + Arbeit)

ΔU = ΔH - PΔV
(Wärme + Volumenänderung durch externen Druck)

• Gesamtheit aller kinetischen und potentiellen Einzelenergien
• in jedem System vorhanden
• Änderung nur bei Energiet- oder Wärmetransfer über die Grenzen des Systems

Question 6

Wärme (Q) –> Enthalpie* (H)

–>drei Wärmearten

Answer 6

1. besteht intern, aufgrund der chemischen Bindung zwischen den beteiligten Atompaaren
2. Zusammenhang gegenüber molekularen Ordnung in Feststoffen zu Flüssigkeiten und Gasen zusammenhängt.
3. Entstehung über Molekularbewegung der Teilchen (kinetische Energie)

Question 7

Enthalpie H

• Einheit
• exotherm
• endotherm

Answer 7

Die Einheit der Enthalpie ist Joule (J)

von reinen Elementen und deren stabilen Verbindungen = 0

exotherm:
Wärmeabgabe an Umgebung + Enthalpie abnahme
–> ΔH ist negativ

endotherm:
Wärmeaufnahme + Enthalpie zunahme
–> ΔH ist positiv

Question 8

1. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 8

1. Hauptsatz der Thermodynamik
   = Energieerhaltungssatz der Thermodynamik.
   Die von einem System mit einer Umgebung ausgetauschte Summe von
   Wärme und Arbeit ist gleich der Änderung seiner Inneren Energie.
   Die Energie eines isolierten Systems ist konstant (dU = 0).
   Aber: Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik erlaubt keine Aussage über
   die Richtung einer Reaktion.

Question 9

Entropie S

Answer 9

Makrozustand des Systems:
Zahl der Mikrozustände erhöht sich
–>Maß für die „Unordnung“

dS = dH/T
T = absolute Temperatur
1J/K

Question 10

2. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 10

= Entropiesatz der Thermodynamik

• in isoliertem System –> Reaktionen bei denen Entropie zunimmt
• kann nur zunehmen oder gleichbleiben, aber niemals abnehmen

Question 11

3. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 11

Entropie gleich Null bei absolutem Nullpunkt T=0

Fehler im Kristallgitter –> Unterschiede in der Entropie

Man kann sich dem absoluten
Nullpunkt beliebig nähern, ihn aber nie erreichen:
lim (T–>0) ΔS = 0

Question 12

Reaktionsrichtung über

Gibbsche Freie Energie G

Answer 12

ΔGR = ΔHR – TΔSR

Eine Reaktion erfolgt nur, wenn Gibbsche Freie Energie abgegeben werden kann, d.h. ΔGR < 0

Question 13

Intensive Zustandsgrößen

Answer 13

unabhängig von der Materialmenge:

T, P

Question 14

Extensive Zustandsgrößen

Answer 14

abhängig von Materialmenge:

V, U, H, S, G

Question 15

Bildungsenthalpie

Answer 15

=absorbierte oder abgegebene Wärme infolge der chemischen Reaktion

Question 16

Standard-Bildungsenthalpie

Answer 16

H0f

0 = unter Standardbedingungen
f = Bildung aus Elementen

Question 17

Standardbildungsentropie

Answer 17

S0f

Question 18

Reaktionsenthalpie

Answer 18

ΔHR
Änderung der Enthalpie (Reaktionswärme) im Verlauf einer Reaktion
–> Energieumsatz einer bei konstantem Druck durchgeführten Reaktion

Differenz der Enthalpien der Produkte
und der Edukte

von Seite des Ausgangssystems betrachtet

Question 19

ΔG < 0
ΔG = 0
ΔG > 0

Answer 19

ΔG < 0
Reaktion spontan von Edukt zu Produkt

ΔG = 0
Reaktion im Gleichgewicht

ΔG > 0
Reaktion spontan von Produkt zu Edukt

Question 20

Gibbsche Standard Freie Energie für eine Reaktion ΔG0R

Gibbsche Standard Freie Energie der Bildung einer Verbindung ΔG0f

Answer 20

ΔG0R = Summe[ni*G0fi(Produkte)] - Summe [ni G0fi(Edukte)]