1 Stoffmenge
Die Stoffmenge wird in Mol ausgedrückt und mit folgender Formel berechnet:
Beispielaufgabe: Berechne die Stoffmenge von 14 Gramm Magnesiumoxid (MgO)
Lösung: n: gesucht, m: gegeben, 14 Gramm, M: Muss berechnet werden mithilfe des Perioden- systems wird M von Magnesiumoxid bestimmt:
Einsetzen in die Formel ergibt:
2 Reaktionsenthalpie
Die Reaktionsenthalpie wird aus den Standard-Bildungsenthalpien berechnet. Von den Stan- dard-Bildungsenthalpien der Produkte werden die Standard-Bildungsenthalpien der Edukte abgezogen, gemäß folgender Formel:
H = H2 – H1 bzw. H = HProdukte – HEdukte
Beispielaufgabe: Berechne die Reaktionsenthalpie der Bildung von Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff.
Lösung: Reaktionsgleichung: 2 H2 + O2 -> 2 H2O
H = HProdukte – HEdukte [
3 Entropie
Die Entropieänderung setzt sich zusammen auch der Reaktionsentropie und der Umgebungsen- tropie:
Sgesamt = SReaktion + SUmgebung
3.1 Reaktionsentropie
Die Reaktionsentropie wird analog zur Enthalpie aus den Standard-Bildungsentropien berech- net. Beachtet, dass hierbei nicht gilt, dass Elemente im Grundzustand eine Entropie von 0 besit- zen. Von den Standard-Bildungsentropien der Produkte werden die Standard-Bildungsentropien der Edukte abgezogen, gemäß folgender Formel:
SReaktion = S2 – S1 bzw. SReaktion = SProdukte – SEdukte
Beispielaufgabe: Berechne die Reaktionsentropie bei der Reaktion von 2 SO2 + O2 → 2 SO3
Lösung: S = S2 – S1
SReaktion = SProdukte – SEdukte [( ) ( )
3.2 Umgebungsentropie
Zur Berechnung wird die Reaktionsenthalpie der vorliegenden Reaktion durch die Umgebungs- temperatur geteilt; es ergibt sich die Änderung der Umgebungsentropie.
Beispielaufgabe: Berechne die Änderung der Umgebungsentropie bei der der Reaktion von 2 SO2 + O2 → 2 SO3. sei , T = 298,15 K.
Lösung: S =
S =
= 0,664 = 664
3.3 Gesamtentropie
Die Gesamtentropie beträgt damit:
Sgesamt = SReaktion + SUmgebung = + 664 = 272,1
4 Freie Enthalpie
Die freie Enthalpie berechnet sich mit folgender Formel:
G =
Beispielaufgabe: Berechne die freie Enthalpie bei der der Reaktion von 2 SO2 + O2 → 2 SO3. = , T = 298,15 K, SReaktion =
Lösung: G =
G = ( )
5 pH-Wert
Der pH-Wert drückt die Konzentration der H+-Ionen in einer Lösung aus. Diese wird durch Um- formung (negativer dekadischer Logarithmus) vereinfacht. Über den pH-Wert wird definiert, ob eine Lösung sauer (pH < 7), neutral (pH = 7) oder alkalisch (pH > 7) ist.
pH = -log(c(H+)) und
Beispiel: -log(10-3) = pH = 3 und
6 pH-Wert-Berechnung
Der KS-Wert (bzw. KB-Wert) ermöglicht Rückschlüsse über die Säure- bzw. Basenstärke einer Verbindung. Anhand des pH-Wertes und der Ausgangskonzentration der Säure kann dieser Wert berechnet werden.
Beispielaufgabe: Propansäure (vereinfachte Summenformel HProp) der Konzentration c(HProp) = 0,1 mol/L hat den pH-Wert 3,2. Berechne c(H+), den KS-Wert und pKS-Wert der Säu- re. Gegeben: c(HProp) = 0,1 mol/L, pH = 3,2. Gesucht: KS, pKS
1. pH = - log[c(H+)] und 10-pH = c(H+) 2. 10-3,2 mol/L = 0,00063 mol/L= c(H+) 3.
(c(H+) ≈ c(Prop-), da die Autoprotolyse vernachlässigt warden kann.
4.
5. c(H+) = 0,00063 mol/L; c(HProp) = 0,1 mol/L 6.
7. - log (KS) = - log (3,98 * 10-6) = pKs = 5,4
7 Konzentration
Die Konzentration wird durch den Quotienten von Stoffmenge (n) durch Volumen (L) beschrie-
ben:
