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Alt 18.06.2010, 21:54   #4   Druckbare Version zeigen
Gandalf B.Sc. Männlich
Mitglied
Beiträge: 352
AW: Elektronenaffinität

Hiho Glyoxalbishydroxyanil (Mensch ich kopiere den Namen nun schon zum zweiten Mal, da ich ihn mir einfach nicht geschwidn merken und wiedergeben kann und will , doch nun zu deiner Frage

Also geht es um die Berechnug von Gitterenergie, zeigen auf der Mind-Map auf jeden Fall immer zwei große Pfeile auf die fest eingekringelten Begriffe "Satz von Hess" und "Born-Haber-Kreisprozess" . Doch nun erst zum Begriff der Gittererngie:

Der Begriff der Gitterenergie ist ein Berich der Schublade "Ionenbindung", genauer des "Ionen-Kristalls", den die jeweiligen Ionen im Stande sind zu bilden. In einem Ionenkristall sind die Anionen(-) mit den Kationen(+) elektrostatisch verbunden (=Ionenbindung).
Laut Definition ist die Gittererngrie nun die Arbeit (W=F*s/Kraft die in eine Strecke lang verrichtet werden muss) um nun diese Teilchen voneinander zu trennen, also die elektrostatische-Anziehung der Ionen zu überwinden. Das klingt für das erste, erst einmal verwirrend und für da du ja schließlich nur diese Energie berechnen willst villeicht ja auch befremdlich. Da man zur Berechnung solcher Gitterenergien jedoch auch wissen sollte, was man da berechnet, will ich versuchen das an einem veranschaulichendem Beispiel zu erklären:

Also, man weiß ja, dass man die Aggregatzustände bezüglich ihrer Energie in folgende Reihenfolge bringen kann: [gasf. > flüssig > fest]
=> Dies ist damit begründet, dass die Teilchen sich im Gasförmigen Zustand mehr bewegen können als im flüssigen > als im festen Zustand [da: Bewegung=Enrgie (=Temperatur)] und somit auch jeweils mehr Enrgie besitzen. So besitzt also ein Teilchen, das in einem Fetskörper sitzt < Energie als das gleiche Teilchen in einer Flüssigkeit < als in einem Gas.

Bevor ich nun jedoch gleich weiter zu deiner Aufgabe überleite, will ich noch ganz geschwind auf die oben angesprochenen Begriffe eingehen:

Satz von Hess:
besagt, dass die Reaktionsenthalpie einer Reaktion konstant ist.
Kurz gesagt, dass es egal ist, ob du nun eine Gesamtenergie von "2" aufwendest um von A->C zu kommen, oder ob du erst eine Energie von "1" aufwendest um von A->B und weiter unter dem gleichen Energiebetrag von "1" von B->C weiter nach C gehst. Man muss immer eine Gesamtenergie von "2" aufwenden.

Der Born-Haber-Kreisprozess veranschaulicht, kutrz gesagt, solch einen Weg mit den dazu benötigten Energien.

so, aber nun zur Aufgabe:

Verlangt ist also nun die Gitterenergie von NaCl zu berechnen (Oder kurz gesagt, die potentielle Energie, die dazu nötig wäre um in so einem Kristall die Ionen voneinander zu trennen => Ich hoffe nun deutlich gemacht zu haben, dass ein Festkörper relativ zu einer Flüssigkeit/Gas die niedrigste Energie besitzt). Hirzu müssen die benötigten Größen gegeben sein, die sind, wie folgt:

Sublimationsenergie von Natrium 109kj/mmol
Da sublimieren bedeutet fest -> gasförmig, ist hiermit gemeint, dass du einen Festkörper aus Na-Atomen in den gasförmigen Zustand Zustand versetzt (Oder zumindets einen Teil dieses Festkörpers). Hierzu kann man sich ja denken, dass Energie nötig ist, weshalb du also die Sublimationsenergie aufwenden musst, also (s = fest/g = gasförmig)

Na (s) -> Na (g) => +109 kj/mol

Ionisierungsenergie von Natrium 502kj/mol
Dieser Schritt besagt, dass die gasförmigen Natrium-Atome ionisiert werden, was ebenfalls ein Prozess ist, bei dem Enrgie zugeführt werden muss, da sich die Natrium-Atome ja schließlich nicht selber ionisieren :

Na (g) -> Na+ (g) => +502 kj/mol

Reaktionsenergie der NaCl-Synthese -411kj/mol
Hm, also hier musste ich auch erst zweimal überlegen, bis ich darauf gekommen bin, da ich zuerst gedacht hatte, dass dies die Gitterenergie darstellen müsste. Es ist ja aber nach der Gitterenergie gefragt, wobei es sich bei der Angabe um die "Bildungsenthalpie" (Reaktionsenthalpie bei Standartbedingungen)handeln muss (Ich habe das auch noch einmal nachgeschaut und der Wert der Standartbildungsenthalpie von -411 Kj/mol für NaCl stimmt). Die Standartbildungsenthalpie ist genau die Energie, die aufgebracht werden muss, um einen Mol eines Produktes (NaCl) aus seinen Elementen (Na und 1/2 O2 (nicht 1 O, da O2 unter erdischen Bedingungen nur als Gas(O2) vorkommt)) unter Standartbedingungen (25°C/101,325kPa) herzustellen, also:

Na(s) + 1/2 O2(g) -> 1 NaCl => -411kj/mol

Berechnung:
Also, da hier die Standartbildungsenthalpie gegeben ist, vereinfacht sich das ganze zum Glück, da nach dem "Satz von Hess", für die Standartbildungsenthakpie gilt :

Standartbildungsenthalpie = Summe der Reaktionsenthalpien der Einzelschritte

-411 kj/mol (Standartbildungsenthalpie) = -[Reaktionsenthalpie/Produkte] + [502 kj/mol (Ionisierungsenergie(Na)/Edukte) + 109 kj/mol (Sublimationsenergie(Na)/Edukte)]

Mit der Reaktionsenthalpie der Produkte ist die Gitterenergie gemeint, die die gasförmigen Edukte Na(+) und Cl(-) abgeben müssen, um einen Festkörper/NaCl-Kristall zu bilden, also:

-411 kj/mol -502 kj/mol -109 kj/mol] = [Gitterenergie]
-1022 kj/mol = Gitterenergie (?)

Hm...Aber Moment, das kann irgendwie nicht sein... Auf Wikipedia steht, dass die Gitterenergie von NaCl 780 jk/mol sein muss...Bist du dir sicher, dass die von dir unten angegebenen Werte die einzigen sind, die gegeben sind? Allein für das Cl sind ja selber gar keine Elthalpien gegeben, wobei hierbei schon alleine die Elektronenaffinität zur Gitterenergie hinzugezählt werden muss, da ja schließlich auch das Cl ionisiert werden muss (was hierbei freiwillig abläuft: -349 kj/mol (lt.Wiki)): Gitterenergie = 549 kj/mol

Auf einer im Internet angegebener Seite zum Born-Haber-Zyklus zu NaCl ist ebenfalls noch von einer Dissoziationsenergie von Cl die Rede, was somit zur Reaktionsenthalpie der Edukte gezählt wird:
1/2 Cl2 (g)-> Cl (g)=> 1/2*243 kj/mol = 122 kj/mol...

Moment, ich setlle das am besten mal noch einmal neu auf:

-411 kj/mol = 502 kj/mol +109 kj/mol +122 kj/mol -349 kj/mol-[Gitterenergie]

-411 kj/mol -502 kj/mol -109 kj/mol -122 kj/mol =-349 kj/mol - [GE]

-[-1144 kj/mol + 349 kj/mol] = [GE]

- 795 kj/mol = Giitterenergie

Hm, also das entspricht zwar immer noch nicht dem "ideal", aber ich denke, so dürfte es gehen .

Viele, freundliche Grüße: Gandalf
Gandalf B.Sc. ist offline   Mit Zitat antworten
 


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