Lösungsenthalpie CaCl2

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Harve

Beiträge: 213

Registrierungsdatum: 3. November 2015

Mittwoch, 18. November 2015, 09:34

Lösungsenthalpie CaCl2

Hallo. Ich soll die Lösungsenthalpie des Salzes CaCl2 berechnen. Mir sind dabei folgende Angaben gegeben:
{1} Sublimationsenthalpie Ca +178.2kJ/mol
{2} 1.Ionisierungsenthalpie Ca-> Ca+ +590kJ/mol
{3} 2.Ionisierungsenthalpie Ca+ -> Ca (2+) +1146kJ/mol
{4} Atomisierungsenergie 1/2 Cl2 -> Cl +122kJ/mol ( warum schreibt man nicht Cl2 -> Cl ? sondern 1/2 Cl2 ?)
{5} Elektronenaffinität Cl -3.62eV
{6} Bildungsenthalpie CaCl2 -795kJ/mol
{7} Solvatationsenthalpie Ca (2+) -1577kJ/mol
{8} Solvataionsenthalpie Cl- -378kJ/mol

Im Mortimer steht:" Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Zahlenwerte auf unendlich verdünnten Lösungen."
Dann das Beispiel aus dem Mortimer für KCl.

1. Gitterenergie : KCl(s) -> K+(g) +Cl- (g) dH=+701.2kJ/mol
2.Hydratationsenthalpie: K+(g) +Cl-(g) -> K+(aq) + Cl-(aq) dH= -684.1kJ/mol
Und dann addiert man die Werte : Es ergibt sich eine Lösungsenthalpie von dH=+17.1kJ/mol (endotherm)

Ich versuche das mal für meine Aufgabe zu interpretieren.

Elektronenaffinität ist laut Mortimer folgendes: Die Energie, die bei der Aufnahme eines Elektrons durch ein Atom im
Gaszustand umgesetzt wird, ist die erste Elektronenaffinität .
Sie ist aber im Mortimer in kJ/mol angegeben , anstatt wie in der Aufgabe in eV.
eV lässt sich in Joule umrechnen. Aber da würde das /mol immer noch fehlen.

Im Mortimer wird der Begriff Dissoziationsenergie eingeführt. Mit dem passenden Beispiel: Cl2(g)-> 2Cl(g) 243kJ/mol
Dann nehme ich an , dass die Dissoziationsenergie in diesem Fall die zweifache Atomisierungsenergie ist.

Hydratation findet statt, wenn das Lösungsmittel Wasser ist.
Ansonsten spricht man von Solvatation.

Mein Ansatz: Zuerst die Gitterenergie bestimmen:

Ich addiere: Sublimationsenthalpie + 1. und 2. Ionisierungsenthalpie+ 2* Atomisierungsenergie + Elektronenaffinität
Ich hoffe, dass die Angabe der Elektronenaffinität in eV ein Fehler war, und sie in eV/mol angegeben werden sollte.
1eV ist in etwa 1,602 * 10(^-19) J
Hmm. Vielleicht multipliziere ich das mit der Avogadro-Konstante.
Dann führt -3.62eV zu -349.23 kJ/mol ; was von der Dimension her passen würde.

Also die oben beschriebene Summe ist: 1808.97kJ/mol
Dann bestimme ich die Gitterenergie , indem ich diese Summe von der Bildungsenthalpie subtrahiere.

Also: dH_Gitter= -795kJ/mol - 1808.97kJ/mol = - 2603.97 kJ/mol

Die gesamte Solvatationsenthalpie beträgt: -1577kJ/mol + (-378kJ/mol) = -1955kJ/mol

Also beträgt die Lösungsenthalpie : (-1955kJ/mol) + (-- 2603.97kJ/mol)=648.97kJ/mol

Die Gitterenergie ist zwar negativ, da sie aber definiert ist als die Energie, die man braucht um dieses Kristallgitter zu erstellen,
ich aber das Kristallgitter aufbrechen möchte, nehme ich die negative Gitterenergie, die einen positiven Wert hat.

Also ich habe das jetzt mit Mortimer gelöst. Es könnten brutale Fehler drinstecken, also es soll bitte jemand drüber gucken.

Jetzt soll ich noch die Temperaturänderung bestimmen, wenn CaCl2 in Wassergelöst wird.
Da die Lösungsenthalpie positiv ist, würde die Temperatur abnehmen.

mit freundlichen Grüßen
Harve

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Harve

Beiträge: 213

Registrierungsdatum: 3. November 2015

Mittwoch, 18. November 2015, 10:32

Ein Kollege hat bei der Elektronenaffinität das doppelte raus.
Also (-658,46kJ/mol)

Und ich sehe gerade, dass ist auch richtig so.

Dann kommt als Gitterenergie folgendes raus: -2254.74 kJ7mol

Die gesamte Solvationsenthalpie ist : Solvationsenthalpie ( Ca2+) + 2* (Solvationsenthalpie (Cl)= -2333kJ/mol

Und dann hat man als Lösungsenthalpie: -2333 + (-- 2254.74kJ7mol) = -78.26 kJ/mol

Und dann hat man eine Temperaturerhöhung

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Donnerstag, 19. November 2015, 12:43

Zitat von »Harve«

{4} Atomisierungsenergie 1/2 Cl2 -> Cl +122kJ/mol ( warum schreibt man nicht Cl2 -> 2 Cl ? sondern 1/2 Cl2 ?)
{5} Elektronenaffinität Cl -3.62eV

4) Man kann dies so oder so schreiben. Lediglich ist zu beachten, dass man bei Cl2 -> 2 Cl + 244 kJ/mol schreibt, also den Energiebetrag so vervielfacht wie die Reaktionsgleichung.
Nur sollte man ( eigentlich ) auch wissen, dass man zwar die Energieänderung , nicht aber die Enthalpieänderung in die Gleichung hineinschreiben sollte. Weil nämlich die durch die Reaktionsgleichung zum Ausdruck kommende Energiebilanz/ Massenbilanz nur mit der Reaktionsenergie , nicht aber mit der Reaktionsenthalpie stimmig wird. Was ja auch der einzig plausible Grund dafür ist, dass man die Reaktionsenthalpie neben der Reaktionsgleichung ausweist und nicht einfach den Wert der Reaktionsenthalpie in die Reaktionsgleichung als sozusagen Produkt hineinschreibt.

5) Die Angabe der Energie in eV bezieht sich nicht auf " 1mol Formelumsätze" sondern auf "einen einzigen Formelumsatz"

1 eV = Elementarladung * Volt = 1,607 * 10^-19 As * V = 1,602 * 10^-19 J

Dieser Wert muss also noch mit der AVOGADRO - Konstante = 6,022 * 10^23 (1/mol) multipliziert werden, um die jeweilige molare Energie in J/mol zu erhalten

Elementarladung * Avogadrokonstante := Faradaykonstante = 96480 VAs/mol = 96480 J/mol = 96,48 kJ/mol

Gruß FKS

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Harve

Beiträge: 213

Registrierungsdatum: 3. November 2015

Sonntag, 6. Dezember 2015, 04:50

schreibt, also den Energiebetrag so vervielfacht wie die Reaktionsgleichung.

Zitat von »Friedrich Karl Schmidt«

Nur sollte man ( eigentlich ) auch wissen, dass man zwar die Energieänderung , nicht aber die Enthalpieänderung in die Gleichung hineinschreiben sollte. Weil nämlich die durch die Reaktionsgleichung zum Ausdruck kommende Energiebilanz/ Massenbilanz nur mit der Reaktionsenergie , nicht aber mit der Reaktionsenthalpie stimmig wird. Was ja auch der einzig plausible Grund dafür ist, dass man die Reaktionsenthalpie neben der Reaktionsgleichung ausweist und nicht einfach den Wert der Reaktionsenthalpie in die Reaktionsgleichung als sozusagen Produkt hineinschreibt.

Gruß FKS

Also mehrere Fragen:
Gitterenergie, ist die Energie, die ich brauche um das Gitter zu erstellen oder
aufzubrechen, weil ich muss ja das Vorzeichen beachten.
Edit: Laut Mortimer Definitionssache.

Wenn Stoffe hydratisiert werden dann schreibt man in Klammern (aq), wie ist das allgemein bei der Solvatation?

Den Unterschied zwischen Reaktionsenergie und Reaktionsenthalpie ist ja , dass Reaktionsenthalpie die Wärmemenge ist , die bei der Reaktion frei wird.

Im Mortimer sprechen die bei Salzen von Bildungsenthalpie. Ist das nicht die Reaktionsenthalpie?