Wie rechnet man die Temperaturdifferenz im Kalorimeter aus?
Also die aufgabe lautet: Um wie viel grad Celsius steigt die Temperatur der 100g Wasser im Kalorimeter (Ck= 0,2 kJ/K) wenn darin 0,2 Gramm Ethanol verbrannt werden?
3 Antworten
Unterscheide zunächst einmal zwischen molarer Standardbildungsenthalpie und molarer Standardreaktionsenthalpie (Standardverbrennungsenthalpie) ΔHᵣ° hier im Beispiel Ethanol.
Es geht um die folgende Reaktion:
CH₃- CH₂OH + 3 O₂ --> 2 CO₂ + 3 H₂O
Gegeben sind nach Tabellen:
ΔHᵣ°(Ethanol) = -1366,8 kJ/mol daraus folgt Δ Q = -1366,8 kJ
c(Wasser) = 4,2 kJ(kg • K)
Du musst nun zuerst berechnen welche Stoffmenge n(Ethanol) die Masse m(Ethanol) = 0,2 g = 0,0002 kg hat. Das Δ Q, das hier oben für n(Ethanol) = 1 mol gegeben ist, rechnest Du auf die ermittelte neue Stoffmenge n(Ethanol) um.
Dann löst Du die folgende Gleichung nach Δ T (ich habe hier die absolute Temperatur in K genommen) auf:
Δ Q = [c(Wasser) • m(Wasser) + K] • Δ T
und erhältst damit auch das Δ ϑ in °C.
Du musst ausrechnen, wie viel kJ Wärme bei der Verbrennung von 0,2 g Ethanol frei werden und das mit 0,2 kJ·K⁻¹ verrechnen.
Wenn z.B. 100 kJ frei würden, wären das:
100 kJ / 0,2 kJ/K = 500 K
Also entweder habe ich die Reaktionswärme (oder eine Möglichkeit, diese zu bekommen) und die Kaloriemeterkonstante und berechne damit die Temperaturdifferenz, oder ich habe die Temperaturdifferenz und die Kaloriemeterkonstante und berechne damit die Reaktionswärme. Meist macht man es so, dass man etwas verbrennt und die Temperaturdifferenz misst, um so die Reaktionswärme zu bestimmen. Wenn man aber Reaktionswärme und Temperaturdifferenz nicht hat, dann kann man auch nichts berechnen.
Und genau da stecke ich fest...ich weiß nicht wie ich die Reaktionswärme sonst ausrechnen kann
500K ist ziemlich viel, versuch mal noch das wasser im kalorimeter mit einzubeziehen ;)
und die rektionswärme bekommst du aus den freien standardreaktionsenthalpien
Wieviel mol sind 0,2 g EtOH? (vergiss die Dichte nicht!) Und daraus errechnest Du die Bildungsenthalpie. In die Gleichung eingesetzt und fertich is!
Soll doch tatsächlich vorkommen... (zumindest hin und wieder)
Aber für die Reaktionswärme brauche ich doch auch die Temperaturdifferenz oder? Also wir haben diese Formel:
Qr= Wärmekapazität *masse *delta T