Aufgabe zu Phasen einer Reaktion

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Kann jetzt sein, daß ich auf dem Schlauch stehe. Aber ich sehe keine Möglichkeit, die Frage zu beantworten.

Wenn ich das richtig sehen, dann hast Du 0.276 g H₂O, einen Liter Volumen und 353 K (thermostatisiert). Nimm einmal an, alles sei verdampft. Dann kommst Du auf einen Druck von 384 mbar bzw. 38.4 kPa.

Nun müßte man rausfinden, wie groß der Dampfdruck des Wassers bei 353 K (80°C) ist; diese Information findet man tausendmal im Netz, es sind etwa 474 mbar. Das heißt, Wasser hat unter den gebenen Bedin­gungen maximal 474 mbar Druck; mehr Wasser paßt nicht in die Gasphase und würde aus­konden­sieren (bzw. gar nicht erst verdampfen).

Da Dein Druck aber geringer ist, kann das Wasser völlig verdampfen. Du kriegst also homogene Gasphase.

Das Problem ist aber, daß ich nicht verstehen kann, wie Du das aus der Ver­dampfungs­enthalpie herausdestillieren sollst. Aus der Freien Ver­dampfungs­enthalpie geht das, aber dazu würde man ja noch die Ver­dampfungs­enthropie brauchen. Oder wird vorausgesetzt, daß Du die auswendig weißt?

Mit Deinem Rechengang kann ich leider nicht viel anfangen.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
indiachinacook  05.07.2014, 14:40

Ha, jetzt ist mir der Knopf aufgegangen. Du kannst vom bekannten Siedepunkt des Wassers (373 K, 1013 mbar) mit der Verdampfungsenthalpie runterextrapolieren auf T=353 K. Denn Du weißt ja, daß der Dampfdruck p=A*exp(-ΔH/(R·T) ist.

Da kriegt man natürlich nicht den genauen Dampfdruck bei 353 K, aber einen guten Schätzwert.

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Die Frage ist recht einfach zu beantworten:

Aus einer Dampftabelle kann man die Dichte von gesättigtem Dampf bei 80°C (=353 K) ermitteln. Daraus kann man errechnen, welche Masse ein Liter dieses Dampfes hätte. Ist diese Masse gleich der zur Verfügung stehenden Wassermenge oder größer, liegt ein Einphasensystem vor, ist mehr Wasser vorhanden, dann ist es ein zweiphasiges Gemisch aus Dampf und flüssigem Wasser.

Reaktionsenthalpie? Es findet doch gar keine Reaktion statt.

Aus 1 Liter (entsprechend 1 kg) Wasser entstehen 1673 Liter Wasserdampf (unter Normalbedingungen), wofür eine Energiezufuhr von 2257 kJ benötigt wird. (Wikipedia)

Für 0,276 g Wasser sind das 0,462 L Wasserdampf unter Normalbedingungen und 0,623 KJ.

Ansonsten sehe ich auch keine Möglichkeit das zu lösen, ich glaube es fehlen weitere Angaben zu der Aufgabe.

Das hat nix mit Reaktionsenthalpie zu tun, weil keine Reaktion stattfindet. Die zum Verdampfen erforderliche Wärme wird durch eine externe Quelle geliefert.

Außerdem liegt immer ein Zweiphasensystem vor. Mit "Einphasensystem" ist gemeint, dass alles Wasser verdampft ist.