Physikalische Chemie I Ubung 1¨ FS 2008
Ubung 1 ¨
Ausgabe: Montag, 25.02.2008 Abgabe: Montag, 03.03.2008
Aufgabe 1: St¨ ochiometrische Rechnungen
a) Bei der Ammoniaksynthese gem¨ass 3H2 + N2 = 2NH3 sind 100 kg Stickstoff verbraucht worden. Wieviel Wasserstoff ist dabei verbraucht worden und wieviel Ammoniak ist ent- standen? (Angaben in kg)
b) Man sch¨atzt, dass in einer Uranlagerst¨atte in 100 Millionen Jahren 3 Tonnen Uran 238 durch nat¨urlichen Zerfall gem¨ass23892 U = 23490 Th+42He abgebaut sein werden. Wieviel Helium entsteht dabei? (Angabe in kg)
c) In der Sonne werden t¨aglich etwa 5.2·1013 Tonnen Helium durch Fusion gem¨ass 411H++ 4e− = 42He2+ + 2e− erzeugt. Wieviele Wasserstoffionen und wieviele Elektronen werden dabei verbraucht? (Angabe in kg)
Aufgabe 2: Konzentrationsangaben f¨ ur Stoffe
a) Die Zusammensetzung des Universums (und auch der Sonne) wird mit etwa 75 Massen- prozent Wasserstoff und 25 Massenprozent Helium angegeben. Berechnen Sie die entspre- chenden Molenbr¨uche.
b) Die Zusammensetzung trockener Luft wird mit folgenden Molenbr¨uchen als “Molprozent”
angegeben: N2 (78.08 %), O2 (20.95 %), Ar (0.94 %), CO2 (0.03 %).
(i) Berechnen Sie die Aufteilung in Massen%
(ii) Berechnen Sie bei Atmosph¨arendruck (1 atm) und 283 K jeweils f¨ur alle Gase die Konzentration ci (Einheit: mol/l), Teilchenzahldichte Ci (Einheit: 1/l), und Massen- konzentration ρi (Einheit: kg/l). Wie ¨andern sich diese Werte mit dem Druck?
(iii) Berechnen Sie die Molalit¨at mi aller Gase ausser N2, wenn Sie N2 als L¨osungsmit- tel auffassen. Wie ¨andern sich die Werte f¨ur mi mit dem Gesamtdruck, oder auch wenn Sie die Luft verfl¨ussigen? Was passiert mit den Werten f¨ur mi, wenn sich die Zusammensetzung der Luft so ¨andert, dass xN2 = 0 wird?
Aufgabe 3: Molare und spezifische Gr¨ ossen
Die molare W¨armekapazit¨at cp von Kohlenstoffdisulfid bei 298.15 K betr¨agt 76.4 J mol−1K−1. Wie gross ist die spezifische W¨armekapazit¨at Cp (d.h. in J g−1K−1)?
Aufgabe 4: Einheitenrechnung
a) Erstellen Sie eine Tabelle nach folgendem Schema f¨ur die Dimensionen:
Arbeit
Zeit , Fl¨Kaftache, Druck·Volumen, Kraft·Weg, LeistungKraft , Stromst¨arke·Zeit,
Arbeit
Ladung, Spannung·Stromst¨arke·Zeit, Temperatur¨W¨armeanderung
Dimension Gr¨osse Formel SI-Einheit Einheit aus SI-Basiseinheiten
Arbeit
Zeit Leistung P = Wt W = Js kgms32
. . .
b) Rechnen Sie eine Kilokalorie in Elektronenvolt um. Was ist jeweils die Grundlage f¨ur diese beiden Einheiten?
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