Volumenarbeit berechnen?
Hey ich habe Probleme bei meinen Chemie Hausaufgaben und wollte fragen, ob jemand weiß wie diese Aufgabe geht. Bin mit einsetzen etc. auch immer überfordert, also wäre eine eher umfangreiche Lösung sehr nett.
Die Aufgabenstellung ist folgende:
Ammoniumnitrat zerfällt nach der Zündung explosionsartig in Stickstoff, Wasserdampf und Sauerstoff.
Recherchieren Sie die Berechnung der Volumenarbeit Wv und berechnen Sie diese für die Reaktion von 1 mol Ammoniumnitrat (p= 1000 hPa; 298 K).
Danke im Voraus!
2 Antworten
Als erstes schaust du dir die Reaktionsgeichung an:
NH4NO3 --> N2 + 2 H2O(g) + 1/2 O2
Die Volumenarbeit lässt sich wie folgt ausrechnen:
W = - p * deltaV
W = - p * Vm * n(Gas)
Vm (molares Volumen) lässt sich über die ideale Gasgleichung herleiten. n(Gas) ist die Stoffmenge, um die sich das Volumen ändert (bei Reaktion von 1 mol NH4NO3).
W = [-100 kPa * 24,8 L/mol * 3,5 mol] *mol^-1
W = - 8.680 J/mol = - 8,68 kJ/mol
-> Expansionsarbeit
Noch Fragen? :)
Gerne, da der Ausgangsstoff als einziges in Festform vorliegt und alle Produkte als Gase, muss man die mol an entstehenden Gasen nur zusammenaddieren um die Differenz am Volumen zu ermitteln.
Also aus 0 mol Gas entstehen 3,5 mol Gas.
Zerfall von Ammoniumnitrat:
2 NH4NO3 --> N2 + 4 H2O + O2
Es entstehen n(gasförmige Stoffe) = 6 mol. Wenn n(Ammoniumnitrat = 1 mol zerfällt, entstehen n(gasförmige Stoffe) = 3 mol.
Gegeben sind SATP-Bedingungen, bei denen V(Gas) = 1 mol das Volumen V(Gas) = 24,8 L einnimmt.
Beim Zerfall des Ammoniumnitrats ist ΔV = 3 · 24,8 L = 74,4 L = 74,4·10-3 m3
Die Volumenarbeit ist W = - p · ΔV = - 101,3 kPa · 74,4·10-3 m3
W = - 101,3 N/m2 · 74,4·10-3 m3 ≈ - 7537 J ≈ 7,5 kJ
Bei dir entstehen in der Gleichung nur ein mol N2 wobei zwei N überbleiben, da stimmt meine Rechnung schon eher;)
Hallo GorlitzSchnitte, vielen Dank für den Hinweis. Mir ist tatsächlich ein Koeffizientenfehler bei der Zerfallsgleichung unterlaufen, der sich natürlich in der Berechnung auswirkt. Dein Ergebnis ist ok.
Vielen Dank das war sehr hilfreich:) aber woher kommen die 3,5 mol?