Temperaturbereich für das Kalkbrennen?
Hallo, ich beschäftige mich gerade mit folgenden Aufgaben: Kalkbrennen ist die thermische Zersetzung von Calciumcarbonat in Kohlenstoffdioxid und Calciumoxid, ein für die Bauindustrie wichtiger Prozess.
- Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf.
- Berechnen Sie die molare Standardreaktionsenthalpie und die molare Standardreaktionsentropie. Bestimmen Sie anschließend die Temperatur, bei der die molare freie Standardreaktionsenthalpie A.G° den Wert Null erreicht.
- Stellen Sie eine Hypothese mit einem geeignetenTemperaturbereich für das Kalkbrennen auf.
Die Aufgaben 1. und 2. habe ich bereits gemacht, bei der 2. Aufgabe habe ich für T=1,126K raus. Bei der 3. Aufgabe komme ich jedoch nicht ganz weiter bzw. weiß nicht was genau ich da machen soll. Könnte mir eventuell jemand weiterhelfen? :)
1 Antwort
CaCO₃ ⟶ CaO + CO₂
Die Standardbildungsenthalpien (die Du boshafterweise nicht angibst) sind lt. Wikipedia ΔfH= −1207, −635 und −393.5 kJ/mol, und die absoluten Entropien sind ΔS=93, 40 und 214 J mol¯¹ K¯¹.
Für die Reaktionsenthalpie bekommt man also ΔᵣH=179 kJ/mol und für die Entropie ΔᵣS=161 J mol¯¹ K¯¹, und daraus ergibt sich ΔᵣG=ΔᵣH−T⋅ΔᵣS=130 kJ/mol bei Standardtemperatur (25 °C).
Nun willst Du wissen, bei welcher Temperatur ΔᵣG Null wird, also die Temperatur, oberhalb derer die Reaktion gut abläuft. Das ist aus mehreren Gründen problematisch: Erstens weil Kalkbrennen in einem offenen System abläuft (das CO₂ weht weg, und dadurch verschiebst sich das Gleichgewicht auf die CaO-Seite), und zweitens, weil Dir dazu das Zahlenmaterial fehlt; alle thermodynamischen Funktionen sind ja temperaturabhängig, Du bräuchtest also eine Tabelle oder funktionale Form, um das ΔG (oder die ΔH- und ΔS-Werte) bei verschiedenen Temperaturen auswerten zu können.
Wenn man das alles ignoriert, wird die Rechnung windig und kann nur einen sehr groben Anhaltspunkt geben: Du setzt ΔᵣG=0 und stellst die Gibbs–Helmholtz-Gleichung einfach nach T um und erhältst T=−ΔᵣH/ΔᵣS=1078 K = 836 °C.
Nochmals: Das ist sehr grob gerechnet.
Du hast ungefähr dasselbe herausbekommen. Vielleicht hast Du etwas andere Standardbildungsenthalpien oder Entropien verwendet, oder Dich irgendwo verschustert, oder ich habe eine Zahl falsch abgetippt. Da Du nicht genug Information gibst und Deine Angabe und Deinen Rechenweg schamhaft verschweigst, kann ich nicht mehr dazu sagen.
Hast Du vielleicht ignoriert, daß die Enthalpie in Kilojoule angegeben ist?
Wie bist Du denn auf Deine Entropiewerte gekommen? Vermutlich aus angegebenen absoluten Entropien oder Stanardbildungsentropien oder solchem Zeug?
Ne, das ist mir schon bewusst. Ich muss sowas zum ersten Mal ausrechnen, kein Grund so unfreundlich zu sein. Weitere Hilfe von dir brauche ich dann lieber nicht, weshalb ich auf deine anderen Fragen nicht antworten werde.
Keine Ahnung womit ich Dich verärgert habe. Der Hinweis auf die Kilojoule könnte Dein Tausenderproblem lösen, und die Nachfrage über die Entropieangabe kann Dich ja auch nicht gekränkt haben.
Im I.Barin und O.Knacke sind solche Werte tabelliert..... und noch viel mehr sehr nützliche Dinge. Oder: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th Edition
Tut mir leid, ich wusste nicht, dass mein Rechenweg weiterhelfen würde, da ich nur wissen wollte, wie ich vorgehen soll. ich habe aber für die Rektionsenthalpie auch 179 Kj/Mol rausbekommen, für die Entropie aber 158 J/K•mol. Aber ich habe für die Temperatur ja dann 1,126K raus. Warum muss ich die Zahl nochmal mit 1000 multiplizieren?