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Alt 11.01.2003, 10:55   #1   Druckbare Version zeigen
Harasser Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 396
Ablauf exothermer Reaktionen

Ich habe eben im Chemiebuch gelesen, dass exotherme Reaktionen bei hoher Temperatur schlechter ablaufen als bei niedriger. Kann man das wirklich so sagen, auch für den fall dass deltaR S für die Reaktion positiv ist, d.h. dass die freie Enthalpie immer kleiner 0 ist? Dort müsste ja eigentlich die Reaktion noch besser ablaufen, da mit zunehmender Temperatur die freie Enthalpie noch stärker negativ wird.
__________________
MFG Hara
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Alt 11.01.2003, 11:08   #2   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
@Harasser

Gehen wir aus von

dG= dH-TdS

-> dG/T = dH/T-dS

dH/T = Entropieänderung in der Umgebung.

dS = Entropieänderung im System.

Sei dH negativ für eine exotherme Reaktion. Man erhöht die Temperatur. Wie verhält sich dH/T?
In welche Richtung wird das Gleichgewicht somit verschoben?
__________________
Wenn jemand ein Problem erkannt hat und nichts zur Lösung des Problems beiträgt, ist er selbst ein Teil des Problems.
Adam ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.01.2003, 16:58   #3   Druckbare Version zeigen
Harasser Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 396
Gut, danke Adam, das zeigt mir schon mal den Grund auf. In meinem Schulchemiebuch wird die Enthropieänderung der Umgebung nicht berücksichtigt und Reaktionen mit einer negativen Enthalpie- und positiver Enthropieänderung bezüglich den Produkten und Edukten wird dann einfach zur immer freiwillig ablaufenden Reaktion erklärt.

Aber warum nimmt die Enthropie der Umgebung ab? Ich sehe im Moment den dort existierenden Zusammenhang nicht.
__________________
MFG Hara
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Alt 12.01.2003, 14:13   #4   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Vorweg: Es ist ein Irrtum und schlichtweg falsch, wenn postuliert wird die Enthalpie ist ein Maß dafür, ob eine Reaktion freiwillig abläuft oder nicht.
Auch Reaktionen mit positiver Reaktionsenthalpie können freiwillig ablaufen.

Siehe Reaktion von zB Cobaltdichlorid Hexahydrat mit Thionylchlorid.


Zitat:
Aber warum nimmt die Enthropie der Umgebung ab? Ich sehe im Moment den dort existierenden Zusammenhang nicht.
Für welchen Fall: positive oder negative Reaktionsenthalpie?

Die Entropieänderung in der Umgebung ist def. als:

dS(U) = -dH/T

Für eine endotherme Reaktion ist dH positiv und damit dS negativ. Die Entropie nimmt in der Umgebung ab. Bei einer exothermen Reaktion ist dies genau umgekehrt.


Die Gibbs Funktion

dG = dH -TdS

ist imgrunde eine Bilanzierung der Entropieänderung in der Umgebung und im System. Die Summe der beiden Terme dH/T & dS strebt ein Maximum an was gleichbedeutend ist mit einem Streben des Systems nach einer möglichst größen Entropie.

Gruß
Adam
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Alt 12.01.2003, 15:19   #5   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
Zitat:
Originalnachricht erstellt von Adam
Auch Reaktionen mit positiver Reaktionsenthalpie können freiwillig ablaufen.

Siehe Reaktion von zB Cobaltdichlorid Hexahydrat mit Thionylchlorid.
Etwas... "gängiger"... ist die Reaktion von Bariumhydroxid und Ammoniumthiocyanat.

http://www.hamm-chemie.de/j11/j11ab/07.pdf
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Alt 12.01.2003, 15:21   #6   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
Wenn wir statt "Reaktion" "Prozess" oder "Vorgang" einsetzen, können wir noch eine ganze Menge Lösevorgänge dazunehmen.

Gruß,
Franz
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Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
Lehre ihn das Fischen, und Du ernährst ihn für sein ganzes Leben.

Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

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Alt 12.01.2003, 15:27   #7   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
In beiden Fällen (obige Reaktion und endothermes Lösen von Salzen) ist natürlich die große Entropiezunahme dafür verantwortlich. (Im Bariumhydroxid sind 8 Kristallwasser gebunden.)
buba ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.01.2003, 17:40   #8   Druckbare Version zeigen
Harasser Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 396
Zitat:
Vorweg: Es ist ein Irrtum und schlichtweg falsch, wenn postuliert wird die Enthalpie ist ein Maß dafür, ob eine Reaktion freiwillig abläuft oder nicht.
Dieser Zusammenhang war mit klar.

@Adam: ich meinte im Fall negativer Reaktionsenthalpie.

Habe ich richtig verstanden dass die Reaktionsenthalpie auch von der Temperatur abhängt?

Nehmen wir mal folgendes einfache Beispiel:

C5 H12 + 8 O2 -> 5 CO2
Dort sind deltaH kleiner und deltaS größer null. Diese Reaktion müsste doch auch bei ein paar zehntausend Kelvin ablaufen, oder läuft die umso schlechter ab je höher die Temperatur?
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Alt 13.01.2003, 17:52   #9   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Zitat:
Habe ich richtig verstanden dass die Reaktionsenthalpie auch von der Temperatur abhängt?

Ja, Grundlage bildet der Kirchoffsche Satz.

Zitat:
Nehmen wir mal folgendes einfache Beispiel:

C5 H12 + 8 O2 -> 5 CO2
Dort sind deltaH kleiner und deltaS größer null. Diese Reaktion müsste doch auch bei ein paar zehntausend Kelvin ablaufen, oder läuft die umso schlechter ab je höher die Temperatur?
Es ist eine exotherme Reaktion.

dG/T = -dH/T -dS

Wenn man T vergrößert wird der Ausdruck -dH/T kleiner. Sprich die Entropiezunahme in der Umgebung wird kleiner. Die Reaktion läuft schlechter ab.

Bei ein paar zehntausend Kelvin würde die Reaktion wohl kaum ablaufen, da schlicht die Aktivierungsenrgie fehlen würde

Gruß
Adam
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Alt 13.01.2003, 18:30   #10   Druckbare Version zeigen
Harasser Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 396
Aktivierungsenergie ? Bei so viel Wärmeenergie?
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Alt 13.01.2003, 23:48   #11   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Zitat:
Aktivierungsenergie ? Bei so viel Wärmeenergie?

Auch wenn eine Reaktion exotherm verläuft, wie die der Verbrennung eines Alkans, so benötigt man eine Aktivierungsenergie.

Also Aktivierungsenrgie und Reaktionsenthalpie nicht unter eine Decke packen.


Gruß
Adam
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Alt 14.01.2003, 11:46   #12   Druckbare Version zeigen
Harasser Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 396
Ja, schon klar. Allerdings müsste die bei der Temperatur doch da sein.
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Alt 14.01.2003, 13:16   #13   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Sagt Dir die Boltzmann Verteilung etwas?

Der Boltzmann-Faktor exp-(Ei/RT) ist im Gesetz von Arrhenius enthalten exp-(Ea/RT).

Dieser exponetielle Faktor gibt den Bruchteil der Teilchen an, deren Energie größer als Ea ist,so dass eine Umsetzung stattfinden kann.Ea ist die Aktivierungsenrgie, RT die mittlere kinetische Energie der Teilchen.
Wenn T->0 ist der Bruchteil der Teilchen dessen Energie größer Ea ist verschwindend klein.

Der zweite Schlag kommt dadurch, dass die Teilchen nicht nur die notwendige Ea benötigen, sondern sie müssen mit der anderen Komponente auch in der richtigen Orientierung zusammenstoßen damit es zum Umsatz kommt. Man spricht auch von einem notwendigen "Aktivierungsraum" der im praeexponentiellen Faktor im Arrhenius Gesetz enthalten ist.


Gruß
Adam
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Alt 14.01.2003, 23:27   #14   Druckbare Version zeigen
Harasser Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 396
Ja, ich hatte mich schon mal ein bisschen mit der kinetischen Gastheorie auseinandergesetzt, aber die sagt doch gerade aus, dass bei sehr hohen Temperaturen sehr viele Teilchen die notwendige Mindestenergie haben. Ich verstehe in dem Zusammenhang nicht, wieso du sagtest dass bei Temperaturen von mehreren 1000 Grad Kelvin die nötige Aktivierungsenergie fehlt.
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Alt 15.01.2003, 07:28   #15   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Zitat:
Ja, ich hatte mich schon mal ein bisschen mit der kinetischen Gastheorie auseinandergesetzt, aber die sagt doch gerade aus, dass bei sehr hohen Temperaturen sehr viele Teilchen die notwendige Mindestenergie haben. Ich verstehe in dem Zusammenhang nicht, wieso du sagtest dass bei Temperaturen von mehreren 1000 Grad Kelvin die nötige Aktivierungsenergie fehlt.

Ne passt schon..


Ich habe an dieser Stelle:

Zitat:
auch bei ein paar zehntausend Kelvin ablaufen..

......ein paar zehntausendstel Kelvin....gelesen..

Im anderen Fall ist natürlich genug Aktivierungsenergie vorhanden.


Gruß
Adam
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