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Alt 22.08.2008, 11:57   #1   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Hallo, bräuchte mal Hilfe bei zwei Aufgaben =)

a) Ein Gemisch enthält die idealen Gase A und B im Stoffmengenverhältnis 1: 3.
Wie hoch sind bei NTP der Partialdruck und die molare Konzentration von A?
- ?, atm und ?, mol/m3

b) Auf welche Temperatur erwärmt sich 1 kg Wasser bei 1 atm und einer
Anfangstemperatur von 293 K, wenn man eine Wärmemenge von 350 kJ zufügt?
C = 70 J/(K. mol)
- ? K

Ist C das Gleiche wie die Gleichgewichtskonstante R ? Denn nur da passt die Einheit, wobei der Wert deutlich verschieden ist =)

Wäre auch gut, wenn jemand die Formeln zur Berechnung posten könnte, danke!

Gruß

Christian
FunkmasterCB ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 12:09   #2   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Zitat:
Zitat von FunkmasterCB Beitrag anzeigen
Hallo, bräuchte mal Hilfe bei zwei Aufgaben =)

a) Ein Gemisch enthält die idealen Gase A und B im Stoffmengenverhältnis 1: 3.
Wie hoch sind bei NTP der Partialdruck und die molare Konzentration von A?
- ?, atm und ?, mol/m3
Der Partialdruck von A ist 1/4 des Gesamtdrucks (also 0.25 atm) und der Partialdruck von B ist 3/4, also 0.75 atm. Die gesamte Konzentration erhälst du, indem du schaust, weiviel Mal das molare Volumen eines Gases (22.412 l/mol) in 1 m3 reinpasst : 1000/22.412=44.619 mol. Davon ist 1/4 A : Konzentration von A ist also 11.15 mol/m3, der Rest ist B
Zitat:
b) Auf welche Temperatur erwärmt sich 1 kg Wasser bei 1 atm und einer
Anfangstemperatur von 293 K, wenn man eine Wärmemenge von 350 kJ zufügt?
C = 70 J/(K. mol)
- ? K
Wärmemenge Q=c*n*delta_T
c=Spezifische Wärme des Wassers, hier angegeben in J/(K*mol).
Für n setzt du die Stoffmenge Wasser in 1 kg ein, und delta_t=Endtemperatur-Anfangstemperatur. Gleichung nach Endtemperatur auflösen, fertig.
Zitat:
Ist C das Gleiche wie die Gleichgewichtskonstante R ? Denn nur da passt die Einheit, wobei der Wert deutlich verschieden ist =)
Nein, hat nichts mit GG zu tun. Das ist die spez. Wärmekapazität. Diese Grösse sagt aus, wieviel J an Wärme du in das Wasser stecken musst, um 1 mol Wasser 1°C wärmer zu machen.

lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 12:09   #3   Druckbare Version zeigen
baltic Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.468
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

a) Der Partialdruck eines Gases in einer Mischung ist der "Druckanteil", der durch dieses Gas verursacht wird. Also
{P_\text{ges.}=p_a+p_b}

Da (als Folge der Behandlung als ideale Gase) unerheblich ist, um welche Gase es sich handelt, sind die Partialdrücke {\frac{1}{4}P_\text{ges.}} bzw. {\frac{3}{4}P_\text{ges.}}. Solange der Gesamtdruck aber nicht bekannt ist, kann man keinen Zahlenwert angeben.


b)
Zitat:
Ist C das Gleiche wie die Gleichgewichtskonstante R ?
Das ist Nonsense. Absicht oder nicht?

Die Formel lautet
{\text{d}Q=\int\limits_{T_1}^{T_2}nC\text{d}T}

Weil C als unabhängig von T betrachtet wird, geht dies über in
{\Delta Q=nC\left(T_2-T_1\right)}

Hilft das weiter?

lg, baltic
baltic ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 12:23   #4   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Hallo, ersteinmal vielen vielen Dank für die Schnelle Hilfe.

Woher weiß ich das es 1/4 und 3/4 beim Druck ist und nicht 1/3 und 2/3 ?

Vielen Vielen Dank schon einmal!!
FunkmasterCB ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 13:02   #5   Druckbare Version zeigen
baltic Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.468
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Auf 1 mol A kommen 3 mol B. Also 4 mol insgesamt.

=> 1 mol von 4 mol ist der Anteil 1/4
=> 3 mol von 4 mol ist der Anteil 3/4
baltic ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 13:43   #6   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Ah, super!

Ich hätte dann noch zwei Fragen

Welche Bedingungen begünstigen das Erreichen hoher Umsätze in der
Dampf-Reformierung von Methan?
- p hoch und T hoch
- p hoch und T niedrig
- p niedrig und T hoch

In einer Säurelösung beträgt die Konzentration der Oxonium-Ionen 1 mol/L. Davon werden 10 mL mit reinem Wasser auf 1 L aufgefüllt. Welchen pH-Wert hat die verdünnte Lösung?

Bei der ersten Aufgabe stehe ich total auf dem Schlauch. Gefühlsmäßig würde ich sagen, p und T hoch. Aber wieso? Vorallem stimmt das überhaupt?

Bei der zweiten Aufgabe habe ich versucht über die Formel ph = C (H3O) / C (H20)

Wie berücksichtige ich aber, dass es nur 10 ml H3O und 990 ml H2O sind?

c (H2O) = 1 mol/l oder ?

Dies wäre aber doch dann gleich mit C (H3O) Verwirrt
FunkmasterCB ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 14:55   #7   Druckbare Version zeigen
baltic Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.468
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Zur ersten Frage:

Schreib die Reaktionsgleichung auf und lies den Wikipedia-Artikel zum Wikipedia reference-linkPrinzip vom kleinsten Zwang.
Damit kann man die Aufgabe lösen, auch wenn man die Thermodynamik dahinter nicht anwendet.


Zur zweiten Frage:
Wie ist der pH-Wert mathematisch definiert? -> Wikipedia!!
Wie ändert sich die Konzentration bei der Verdünnung?
Konzentration:
c=n/V
Beim Verdünnen bleibt n logischerweise konstant, nur das Volumen ändert sich.

cneu=?

Einsetzen in die Gleichung für den pH-Wert!

Viel Spaß!
lg, baltic
baltic ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 15:04   #8   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Hallo,

vielen Dank.

Nun habe ich den pH Wert.

Wegen der Dampf Reformierung:

CH4 + H20 --> CO + 3H2

Rechts: 2 Moleküle
Links 4 Moleküle

Wenn ich nun den Druck erhöhe, verlagert sich das System auf die Eduktseite (rechts), da ich da weniger Moleküle (volumenverkleinerde Seite) habe.

Bei einer Temperaturerhöhung verhält es sich genau anders rum.

Also sollte cih den Druck verkleinern und die Temperatur erhöhen ?

Ist das so richtig ?

Hätte ich jetzt zum Beispiel Ammoniak

N2 + 3 H2 --> 2NH3

Wäre es genau anders rum, da ich rechts 4 und links 2 Moleküle habe, oder ?
FunkmasterCB ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 22.08.2008, 15:07   #9   Druckbare Version zeigen
baltic Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.468
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Zitat:
Eduktseite (rechts)
Widerspruch.

Zitat:
Bei einer Temperaturerhöhung verhält es sich genau anders rum.
Was verhält sich genau andersherum?? Wie hast du die Temperaturabhängigkeit bestimmt?

lg, baltic
baltic ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 15:28   #10   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Eh meinte doch Edukte (links) und Produkte (rechts) =)

Dachte bei der Temperatur verhält es sich genau anders rum, wie beim Druck.

Also das sich das System auf die Seite mit weniger Molekülen verlagert.

Ist dem nicht so? Wie komm ich dann an die Temperaturbedingung?

Danke und Gruß
FunkmasterCB ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 16:29   #11   Druckbare Version zeigen
baltic Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.468
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Hast du den Wikipedia-Artikel nicht gelesen?!

Zitat:
Zitat von Wikipedia
Temperaturänderung

Wärmeentzug begünstigt die exotherme Reaktion, Wärmezufuhr begünstigt die endotherme Reaktion. Als Beispiel kann das Gasgemisch aus dem Gleichgewicht zwischen dem braunen Stickstoffdioxid und dem farblosen Distickstofftetroxid dienen:

{\rm 2NO_2 \ \rightleftharpoons\ N_2O_4 }

Die Enthalpie der Hinreaktion beträgt {\Delta_{\mathrm{hin}}H = -58 \rm\frac{kJ}{mol}}, d. h. es handelt sich um eine exotherme Reaktion, da Energie frei wird. Die Rückreaktion ist endotherm: {\Delta_{\mathrm{r\ddot uck}}H = +58 \rm\frac{kJ}{mol}}.

Erhöht man nun die Temperatur bei konstantem Volumen, so wird die Reaktion in die entgegengesetzte, also in die endotherme Richtung ablaufen, womit sich das Gleichgewicht nach links verschiebt, das Gasgemisch wird dunkler. Temperatursenkung bewirkt die exotherme Reaktion, wodurch sich das Gleichgewicht nach rechts verschiebt und das Gasgemisch sich aufhellt.
baltic ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 16:35   #12   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Doch habe ich, aber ich habe das mit der Reaktion dann wohl doch nicht verstanden. D.h. ist müsste wissen wie groß \Delta Hr von einer Methan Dampfreformierung ist? Ist sie exotherm, müsste ich die Temperatur senken und wäre sie endotherm müsste ich die Temperatur erhöhen ? Richtig ?
FunkmasterCB ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 16:44   #13   Druckbare Version zeigen
baltic Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.468
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Ganz genau!

Hier erfährt man, dass die Reaktion (in Richtung CO/H2) endotherm ist ({\Delta H=+206.2\mathrm{\frac{kJ}{mol}}}). Demnach führt eine hohe Temperatur zu besserem Umsatz.

Der Druck sollte dabei möglichst niedrig gehalten werden.

lg, baltic
baltic ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.08.2008, 16:50   #14   Druckbare Version zeigen
FunkmasterCB  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Ideales Gemisch und Wasser erwärmen

Super danke! Nun hab ichs
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