Allgemeine Chemie
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Alt 06.12.2015, 15:34   #1   Druckbare Version zeigen
Vampirmonster  
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Beiträge: 3
Frage Stimmen meine Berechnungen ?

p { margin-bottom: 0.25cm; line-height: 120%; } Reaktion -->


N2 (g) + 3 H2(g) → 2 NH3 (g)


Die Reaktionsenthalpie kann man aus den Bildungsenthalpien berechnen.


Daten für die Standardbildungsenthalpien bei 1013.25 hPa und 298.15 K →


N2 (g) = 0 kJ / mol


H2 (g) = 0 kJ / mol


NH3 (g) = -46.1 kJ / Mol


Reaktionsenthalpie →


(2 mol * -46.1 kJ / Mol) - ( 1 mol * 0 kJ / Mol + 3 mol * 0 kJ / Mol) = -92.2 kJ


Molares Volumen von Gasen →


V _ m = R * T / p


R = 8.314459848 (kg * m ^ 2) / (mol * K * s ^ 2)


T = 298.15 K


p = 101325 kg / (m * s ^ 2)


V _ m = 24.46539555 * 10 ^ (-3) m ^ 3 / mol


Änderung der Molanzahlen von gasförmigen Stoffen in der Reaktion (delta n) →


delta n = 2 mol – (1 mol + 3 mol) = -2 mol


Volumenarbeit (W _ m) →


W _ m = - p * delta n * V _ m


W _ m = -101325 kg / (m * s ^ 2) * -2 mol * 24.46539555 * 10 ^ (-3) m ^ 3 / mol


W _ m = -2 mol * -2478.956204 kg * m ^ 2 / (s ^ 2 * mol)


W _ m = -2 mol * -2478.956204 J / mol


W _ m = 4957.912408 J


W _ m = 4.957912408 kJ


Reaktionsenergie →


Reaktionsenergie = Reaktionsenthalpie + Volumenarbeit


Reaktionsenergie = -92.2 kJ + 4.957912408 kJ


Reaktionsenergie = -87.24 kJ (gerundet auf zwei Stellen nach dem Komma)


Die Reaktion soll nun aber bei konstanten 723.15 K und bei konstanten 300000 hPa durchgeführt werden.


Ich habe in einem Buch folgende Näherungsformel gefunden →


Reaktionsenthalpie bei der Temperatur T ≠ 298.15 K :


delta H _ T = delta H _ 298.15 + delta C _ p ° * (T – 298.15 K)


Legende →


delta H _ 298.15 = Reaktionsenthalpie bei 298.15 K


delta H _ T = Reaktionsenthalpie bei T ≠ 298.15 K


delta C ° _ p = Differenz der Summen für die molaren Standard-Wärmekapazitäten bei 298.15 K und 1013.25 hPa zwischen Produkten und Edukten


Daten für die molaren Standard-Wärmekapazitäten bei 298.15 K und 1013.25 hPa →


N2 = 29 J / (K * mol)


H2 = 29 J / (K * mol)


NH3 = 35 J / (K * mol)


delta C° _ p = ( 2 mol * 35 J / (K * mol) ) – ( 1 mol * 29 J / (K * mol) + 3 mol * 29 J / (K * mol) )


delta C° _ p = 70 J / K – 116 J / K


delta C° _ p = -46 J / K


Berechnung →


Die Reaktionsenthalpie bei 298.15 K beträgt -92.2 kJ, also delta H _ 298.15 = -92.2 kJ


Die Reaktion soll bei T = 723.15 K durchgeführt werden


delta C° _ p = -46 J / K


delta C° _ p = -0.046 kJ / K


Näherungsformel aus dem Buch →


delta H _ T = delta H _ 298.15 + delta C _ p ° * (T – 298.15 K)


delta H _ T = -92.2 kJ – 0.046 kJ / K * (723.15 K – 298.15 K)


delta H _ T = -92.2 kJ – 0.046 kJ / K * 425 K


delta H _ T = -92.2 kJ – 19.55 kJ


delta H _ T = -111.75 kJ


delta H _ 723.15 = -111.75 kJ


Reaktionsenergie = Reaktionsenthalpie + Volumenarbeit


Die Volumenarbeit hatte ich ja schon ausgerechnet, sie beträgt →


W _ m = + 4.957912408 kJ


Reaktionsenthalpie bei 723.15 K = -111.75 kJ


Reaktionsenergie bei 723.15 K = -111.75 kJ + 4.957912408 kJ = -106.79 kJ








Ich habe nun ein paar Fragen →


1.)


Stimmen meine Berechnungen, und falls Nein, an welchen Stellen nicht ?


2.)


Was ist von der Näherungsformel aus dem Buch (siehe mein Text) zu halten ? Ist die brauchbar oder Schwachsinn ?


3.)


Wie es scheint, ist der Druck von 300000 hPa bei den Berechnungen unberücksichtigt geblieben, hat er keinen nennenswerten Einfluss auf die Reaktionsenthalpie und die Reaktionsenergie ?


Und falls der Einfluss des Druckes auf die Reaktionsenthalpie und die Reaktionsenergie doch nennenswert / signifikant ist, gibt es ebenfalls eine Näherungsformel, für die Berücksichtigung das der Druck vom Standard-Druck abweicht, so wie es eine Näherungsformel für die Abweichung der Temperatur von der Standardtemperatur gibt (siehe mein Text) ?


4.)


Wenn in Büchern Reaktionsenthalpien bei chemischen Reaktionen mit angegeben sind, beziehen sich sich wirklich auf die real im technischen Prozess vorliegenden Temperaturen und Drücke bei der jeweiligen Reaktion oder sind sie immer auf die Standardbedingungen 298.15 K und 1013.25 hPa bezogen ?


Ich bedanke mich bereits im voraus für alle ernst gemeinten und konstruktiven Antworten


LG vom Vampirmonster
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bildungsenthalpie, reaktionsenergie, reaktionsenthalpie, temperatur, volumenarbeit

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