Chemie Volumenarbeit Ammoniumnitrat?
Das als Sicherheitssprengstoff verwendete Ammoniumnitrat zerfällt explosionsartig in Stickstoff, Wasserdampf und Sauerstoff.
a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung
b) Berechnen Sie die Volumenarbeit dieser Reaktion für 1 mol
(p = 1013 hPa und T = 298 K)
Kann mir das jemand bitte erklären? Vielen Dank im Voraus.
1 Antwort
a) 2 NH4NO3 -> 4 H2O + 2 N2 + O2
b) Für isobare chemische Reaktionen gilt:
dH = dU + pdV
Da wir die von Außen zu- oder abgeführte Wärme = 0 setzen können, gilt
dU = 0
und damit:
dH = pdV
wobei pdV die Volumenänderungsarbeit ist.
Wir müssen also die Änderung der Enthalpie der Reaktionberechnen. Nunist die Aufgabe insofern einfach, dass als thermodynamischer Bezug der Normalszustand mit 1013 mbar und 298 K vorgegeben ist.
Die Enthalpievon chemischen Verbindungen beim Normalzustand ist die sogenannnte Standardbildungsenthalpie ΔH^0, die man diversen Tabellenwerken entnehmen kann.
Dementsprechend beträgt ΔH^0:
NH4NO3: -366 kJ/mol
H2O gasförmig: - 242 kJ/mol
N2 (g): 0
O2 (g): 0
und wir erhalten eine Enthalpiedifferenz dH von:
pdV = dH = 2*(-366 kj/mol) - (4*(-242 kJ/mol) = 236 kJ/mol
Ergebnis: bei der Explosion wird eine Volumenänderungsarbeit von 236 kJ/mol verrichtet.
Und wenn die Formel Wv = -p * △V lautet? Das ist die Formel für die Volumenarbeit