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Aufgabe:

Löst man 40 g NaCl (M = 58,44 g/mol) in 300 mL Wasser, so erniedrigt sich die Temperatur
um 21°C. Die Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,18 kJ/mol*K.
a) Berechnen sie die Lösungswärme.
b) Handelt es sich hierbei um einen exothermen oder endothermen Prozess?


Problem/Ansatz:


Ich verstehe leider nicht mal wie ich hier vorgehen soll. Könnte mir das vielleicht jemand erklären? Wir suchen ja hier die bei a) die Lösungswärme und die wird ja als Delta HL angegeben. Und wenn ich mich nicht irre berechnet man die durch die Hydratationswärme - die Gitterenergie. Aber wie finde ich beide heraus. Ich weiss leider gar nicht wo und wie anfangen. Könnte mir da vielleicht jemand helfen?

von

Hi, hier chemweazle,

Zu

Berechnen sie die Lösungswärme

Löst man 40 g NaCl (M = 58,44 g/mol) in 300 mL Wasser, so erniedrigt sich die Temperatur
um 21°C. Die Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,18 kJ/mol*K.
a) Berechnen sie die Lösungswärme.
b) Handelt es sich hierbei um einen exothermen oder endothermen Prozess?


Der Aufgabenteil a). ist aufgrund fehlender Angaben nicht lösbar

Man benötigt eigentlich die Wärmekapazität bei konstantem Druck, Standarddruck, von dieser 2,28333 molaren NaCl-Lsg., um mit der Temperaturändrung(Temperaturabnahme), die Enthalpie, zu berechnen.
Die Wärmekapazität dieser 2,283-m NaCl-Lsg. ist eine verschieden andere, als die Wärmekapazität von Wasser in einem best. Reinheitsgrad.
Es sei denn dieses Experiment wäre in einem Wärmebad-Kalorimeter, Wasserbad-Kalorimeter durchgeführt worden, in dem das Gefäß mit der NaCl-Mischung von einem Wasserbad mit bekannter, festgelegter Wassermenge(Masse, Stoffmenge) umgeben ist. Die Temperaturmessung müßte am Wasserbad erfolgen.
Dann könnte man die Enthalpieänderung mit der gemessenen Temperaturänderung, der Stoffmenge an Wasser im Wärmebad des Kalorimeters errechnen und diesen Wert dann anschließend durch die Molzahl(Stoffmenge) des in Lösung gebrachten Natriumchlorids teilen.

Skizze

Wasserbad-Kalorimeter.jpg


Die integrale Lösungsenthalpie bei der Herstellung einer 2,283-m-NaCl-Lsg. wäre dann:

ΔL = n(Wasser) * Cp,m(Wasser) * ΔT

ΔT = Δθ

n(Wasser) = Masse(Wasser i. Wasserbad) / M(H2O)

Molare Wärmekapazität bei konst. Druck: Cp,m(Wasser)

Anschließend könnte man noch diese errechnete integrale Lösungsenthalpie durch die Stoffmenge an aufgelösten NaCl dividieren und erhielte einen molaren Wert.
$$\Delta _{L}H_{m} = \frac{1}{n(NaCl)}\cdot \Delta _{L}H$$

Oder der Weg B:
Man würde in einem getrennten Versuch die Wärmekapazität der gesamten Menge an 2,283-m NaCl-Lsg. bestimmen und dann mit Hilfe der Temperaturabnahme, die während des Auflösens der NaCl-Menge auftrat multiplizieren.


Zu b). Die NaCl-Lsg. kühlte sich bei der Herstellung ab. Das ist ein endothermer Vorgang.
Die Gitterenergie ist vom Betrag größer als der Betrag der Solvatationsenthalpie. Die Solvatationsenthalpie kann die Gitterenergie von NaCl nicht kompensieren und somit nicht überkompensieren.

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