Lösung für die 5. Aufgabe

In einem Bombenkalorimeter mit einer Wärmekapazität von 641 J/K wurden 0,3212 g Glucose
verbrannt. Der beobachtete Temperaturanstieg betrug 7,793 K. Berechnen Sie (a) ∆CH, (b) ∆CU und
(c) ∆BH von Glucose.
+ 6
→ 6
+ 6
a)
∗∆
Δ H=−
∗∆
=−
!
"
%
641 & ∗ 7,793&
2%
Δ H=−
= 2801854,266% = 2801,85
0,3212!/0
180,16
!/0
b)
Δ H = Δ U + p∆V
Δ U = Δ H − p∆V
Da die Drücke nicht bekannt sind kann man nach der universalen Gasgleichung diesen Term ersetzen
p∆V = ΔnRT
Δ U = Δ H − ΔnRT
Nach der Reaktionsgleichung der Verbrennung werden 6 mol Gase eingesetzt und 6 mol Gas erzeugt.
Δn = 6 − 6 = 0
Anmerkung: Es werden hier nur die Stoffmengenänderungen der Gase betrachtet, da diese den
größten Anteil am Volumen der beteiligten Stoffe ausmachen. Die Feststoffe (Glucose) bzw.
Flüssigkeiten (Wasser) können vernachlässigt werden.
Δ U = 2801,85
kJ
J
− 0mol ∗ 8,314
∗ 298,15&
mol
K ∗ mol
Δ U = 2801,85
kJ
mol
c)
Δ?
Δ?
= 6 ∗ Δ?
@ AB C
+ 6 ∗ Δ?
@DB AC
− @Δ
C
= 6 ∗ −393,51 + 6 ∗ −285,83 − @−2801,85C
Δ?
= −1274,19
2%
!/0
Zusatz zu a) Erläuterung der Formel:
Δ H=−
∗∆
Diese Formel wird aus der kalorischen Zustandsgleichung hergeleitet: (Auszug aus chemie.de)
Die kalorische Zustandsgleichung, auch als Energiegleichung bezeichnet, beschreibt die
Verknüpfung der inneren Energie U bzw. der Enthalpie H mit jeweils drei
thermodynamischen Zustandsgrößen, dem Volumen V (bzw. dem Druck p), der Temperatur T
und der Stoffmenge n.
Für U = U(T,V,n1,...,nk) und H = H(T,p,n1,...,nk) ergeben sich die totalen Differentiale:
Mit der Annahme dni = 0 (konstante Stoffmenge) und den Beziehungen
bzw.
folgt
bzw.
wobei CV die isochore Wärmekapazität und CP die isobare Wärmekapazität ist.
Bei der Bombenkalorimetrie ist das Volumen konstant. Die Änderung des Druckes während der
Verbrennung ist im Gegensatz zu der freiwerdenden Energie minimal und kann Näherungsweise auch
al konstant angenommen werden (in Bezug auf den Praktikumsversuch V14). Bei anderen
Kalorimetern wird von vornherein ein Druck von ca. 100 bar auf die Bombe gegeben, wo man den
Druck als konstant annehmen kann.
Deshalb kann zur Berechnung der Enthalpie bezogen auf die Stoffmenge folgende Formel
herangezogen werden:
Δ H=−
∗∆