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ahnungslos12308.08.2014 15:16

Thermische Stabilität von Carbonaten

Hallöchen,
habe schon einige Beiträge im Forum über das Thema gelesen, wurde allerdings noch kein Stück schlauer.
Zum einen soll ich erklären, wie sich der basischer Charakter der Oxide und Hydroxide innerhalb der Hauptgruppe (mit zunehmender OZ) verändert. Zum anderen soll ich die Zunahme dann der thermische Stabilität der Carbonate (bsp. vom Be zum Ba) erklären. Die Aufgabe bezog sich auf die Erdalkalis.

Die Reaktionsgleichung für die Zersetzungsreaktion lautet : \[MeCO_3 \ -> \ MeO \ + \ CO_2 \] Für einen halbquantitativen Vergleich der Carbonate untereinander kann CO2 außer betracht bleiben. Die Gitterenergie des Oxids ist stets stärker negativ als die des Carbonats , da das Oxidion einen kleineren Radius hat als das Carbonation. Da die Gitterenergie mit brauchbarer Näherung proportional dem Kehrwert der Radiensumme ist, sollte man diese Differenz betrachten :

\[ U(MeO) \ - \ U(MeCO_3) \ = \ \Delta U\]
\[ \Delta U \simeq \ - \ \frac {4 \ M(MeO) \ \cdot \ e^2}{r(Me^{2+}) \ + \ r(O^{2-})} \ + \ \frac {4 \ M(MeCO_3 ) \ \cdot \ e^2}{r(Me^{2+}) \ + \ r(CO_3^{2-})}\]

Je negativer der Wert der vorstehenden Differenz , desto negativer ( genauer gesagt : desto weniger positiv ) ist die Reaktionsenergie der Zersetzungsreaktion. Da die Reaktionsentropien für die Zersetzung aller Erdalkalicarbonate nahezu gleich sein sollten, gilt dies auch für den Wert der freien Reaktionsenergie.

Und um so niedriger ist auch die Zersetzungstemperatur Tz, für die sich folgende Reihung ergibt :

Tz(BeCO3) < Tz(MgCO3) < Tz(CaCO3) < Tz(SrCO3) < Tz(BaCO3)



Gruß FKS