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Alt 31.10.2007, 18:14   #1   Druckbare Version zeigen
sleepingtiger weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 29
Aufgabe zur Entropie

Hallo,

Leider komme ich bei meiner Hausaufgabe an einigen Punkten nicht weiter. Ich würde mich sehr freuen, wenn mir jemand dabei behilflich sein könnte.

Die Aufgabe lautet:

In einem Erlenmexerkolben befindet sich festes Natriumchlorid. Beim Zutropfen von konzentrierter Schwefelsäure entwickeln sich Dämpfe, die in eine Waschflasche mit Wasser und Universalindikator geleitet werden. Dort bewirken die Dämpfe einen Farbumschlag nach rot.
Der Erlenmeyerkolben kühlt sich beim Zutropfen der Schwefelsäure ab.

a) Entwickeln sie Reaktionsgleichungen für die Reaktionen im Erlenmeyerkolben (I) und in der Waschfalsche (II). Beachten Sie die Aggregatszustände der Verbindungen.

b) Formulieren Sie begründete Erwartungen bzgl. der Änderung der Entropie für Reaktion I.
Nutzen sie Hinweise auf einen exo- bzw. endothermen Verlauf, um eine begründete Vorraussage über die freie Reaktionsenthalpie der Reaktion I zu treffen!

c) Überprüfen Sie ihre Erwartungen durch Berechnungen der freien Reaktionsenthalpie (nur Reaktion I)!

Mein Problem ist bei b). Ist die Reaktion nun exotherm oder endotherm? Wenn man nämlich die Reaktionsenthalpie der Reaktion ausrechnet, ist die Reaktion exotherm, aber warum kühlt sich dann der Erlenmeyerkolben ab?

Danke im vorraus
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Alt 31.10.2007, 18:47   #2   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Aufgabe zur Entropie

Für den "spontanen" (freiwilligen) Ablauf einer chemischen Reaktion ist die "Freie Enthalpie" (Gibbs) zuständig. Nur wenn sie negativ ist, läuft die Reaktion spontan ab. Nun gilt aber:
{\Delta G = \Delta H\,-\,T\cdot \Delta S}
Das bedeutet, daß auch Endotherme Reaktionen dann ablaufen können, wenn nur die Entropiezunahme dementsprechend groß ist. Wenn also {\,\,T\cdot \Delta S\,\,} das positive {\,\,\Delta H\,\,} überkompensiert.
Da die Entropie der Reaktionsprodukte (statt geordnetes NaCl Gitter schwirrende Gasmoleküle und statt reiner H2SO4 darin gelöste Na2SO4 -Ionen) erheblich größer sein dürfte als die der Edukte, wird dieser Fall hier vorliegen.
Anhand der Standardentropien könnte man das auch berechnen.
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 31.10.2007, 20:03   #3   Druckbare Version zeigen
sleepingtiger weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 29
AW: Aufgabe zur Entropie

Ich habe ja die Reaktionsenthalpie berechnet und es kommt

{\Delta H} = -251kj/mol raus. Das bedeutet, die Reaktion verläuft exotherm.

Meine Frage ist jetzt, warum in der Aufgabenstellung "Der Erlenmeyerkolben kühlt sich beim Zutropfen der Schwefelsäure ab" steht...Es müsste doch dann eine endotherme Reaktion sein, oder nicht??

Nach Berechnungen zufolge ist {\Delta H} < 0 und {\Delta S} > 0.
{T *}{\Delta S} wird hier bestimmend, sodass also {\Delta G} negativ ist. Die Reaktion ist also exergonisch...
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Alt 31.10.2007, 21:38   #4   Druckbare Version zeigen
sleepingtiger weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 29
AW: Aufgabe zur Entropie

Ich habe soeben gemerkt, dass ich einen Rechenfehler hatte!

Also, die Reaktionsgleichung lautet ja:

2NaCl(s) + H2SO4(l) --> Na2So4(s) + 2HCl(g)

Werte für die Enthalpie:

H2SO4(l): -814kJ/mol
NaCl(s): -411kJ/mol
NaSO4(S): -1384kJ/mol
HCl(g): -92kJ/mol

Werte für die Entropie:

H2SO4(l): 57 J/mol*K
NaCl(s): 72 J/mol*K
NaSO4(S): 149 J/mol*K
HCl(g): 187 J/mol*K

{\Delta H= 68kJ/mol}
{\Delta S= 0,471kJ/mol*K}
{\Delta G= -72,358kJ/mol}

Ich hoffe, ich habe mich diesmal nicht verrechnet. Jetzt hat sich auch meine Frage geklärt. Die Reaktion verläuft endotherm.

{\Delta G &lt; 0 }--> die Reaktion ist exergonisch

Zitat:
Das bedeutet, daß auch Endotherme Reaktionen dann ablaufen können, wenn nur die Entropiezunahme dementsprechend groß ist. Wenn also {T*\Delta S} das positive {\Delta H} überkompensiert.
Dies trifft dann hierfür zu, nicht wahr?
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Alt 31.10.2007, 22:03   #5   Druckbare Version zeigen
sleepingtiger weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 29
AW: Aufgabe zur Entropie

Im Leistungskurs Chemie 1. Semester!
Tut mir leid, dass ich nochmal darauf zurückkommen muss, aber irgendwie habe ich jetzt nicht das Ergebnis bei {\Delta G}raus, was ich hier aufgeschrieben habe...ich komme jetzt auf {\Delta G = -27,956kJ/mol}
Ich weiss nicht, wie ich auf -72,358kJ/mol gekommen bin
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Alt 31.10.2007, 22:17   #6   Druckbare Version zeigen
sleepingtiger weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 29
AW: Aufgabe zur Entropie

gut, dankeschön für ihre Hilfe! Würden sie nicht nachhaken, würde ich wahrscheinlich nicht merken, dass ich mich verrechnet habe!

Schönen Abend noch
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