Bl5_PC1_SS2011_Aufga..

Übung zur Vorlesung Chemische Thermodynamik und Kinetik SS 2011Aufgabe 3: Verbrennungswärme- Kirchhoff´scher SatzWie groß ist die Verbrennungswärme von Graphit zu CO 2 (g) bei 1500 K und 1bar?ΔH 0 f (CO 2 ) = -393,51 [kJ mol -1 ],c p (C graphit ) = 16,86 + 4,77 . 10 -3 T - 8,54 . 10 5 T -2 [J K -1 mol -1 ]c p (O 2 (g)) = 29,96 + 4,18 . 10 -3 T - 1,67 . 10 5 T -2 [J K -1 mol -1 ]c p (CO 2 (g)) = 42,22 + 8,79 . 10 -3 T - 8,62 . 10 5 T -2 [J K -1 mol -1 ]Lösungsweg:1. Stöchiometrische Reaktionsgleichung aufstellen2. Die Änderung der molaren Wärmekapazität ΔC p,m während der Reaktion kann über dieReaktionsgleichung und die entsprechenden stöchiometrischen Koeffizienten ν i berechnetwerden..3. Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenthalpie („Verbrennungswärme“) unterVerwendung des Kirchhoff`schen Satzes berechnen4. Da C p explizit temperaturabhängig angegeben ist, muss über C p integriert werden.Infobox: Kirchhoff´scher SatzMit:∂H∂T p = const= CTp2 2∂HH T = H T + ⋅ dT= H T + C ⋅dT( 2) ( 1) ( 1) p∂TTTT∫ ∫ für jedes Edukt und Produkt!1 1StöchiometrischerKoeffizientBildungse∑∑Δ HT ( ) = ν ⋅Δ HT ( ) − ν ⋅Δ HT ( )r 2 j B 2 j B 2ProdukteEdukte2 2∑ ∑ ∑ ∫ ∑= ν ⋅Δ HT ( ) − ν ⋅Δ HT ( ) + ν ⋅ C⋅dT−ν⋅ C⋅dTj B 1 j B 1j p j pProdukteEdukte Produkte TEdukte1 T1Δ HT ( )r 1T2⎧ProdukteEdukte ⎫⎪⎪∫ ⎨ ∑ ν j⋅Cp− ∑ ν j⋅Cp⎬⋅dTT ⎪⎩jj ⎪1 ⎭ΔrCpT2rHT ( 2) rHT ( 1)∫ rCpdTKirchhoff´scher SatzTΔ =Δ + Δ ⋅mitProdukte1Edukte∑ ∑Δ C = ν ⋅C − ν ⋅Cr p j p j pjjTDifferenz zwischen den gewichtetenWärmekapazitäten der Produkte und Edukte.T∫Übungsblatt 5 2 SS 2011