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Übung zur Vorlesung Chemische Thermodynamik und Kinetik SS 2011Zentralübung:<strong>Aufga</strong>be 4: Standardbildungsenthalpie (Born-Haber-Zyklus)Gegeben ist:Δ b H θ ( BaBr 2 (s))=-758kJ/mol,Δ sub H θ (Ba (s) ) = 182 kJmol -1 ;Δ ion H θ (Ba (g) ) = 1469 kJmol -1 ;ΔU o Diss(Br 2 (g)→2Br(g))=192.8kJ/mol;ΔH Verdampf (Br 2 (fl)→Br 2 (g))=29.6kJ/mol,E Gitter (BaBr 2 (s)) = 1977 kJmol -1 .a) Berechnen Sie zunächst die Dissoziationsenthalpie ΔH o Diss(Br 2 (fl)→2Br(g))b) Wie groß ist die Elektronenaffinität von BaBr 2 (s)?c) Ist der Bildungsprozess aus den Elementen exotherm oder endotherm?Lösung:a) Berechnen Sie zunächst die Dissoziationsenthalpie ΔH o Diss(Br 2 (fl)→2Br(g)):Übungsblatt 5 4 SS 2011
Übung zur Vorlesung Chemische Thermodynamik und Kinetik SS 2011ΔHDiss: Br 2(l) →Br 2(g) →2Br(g) Δ⋅ nRT ⋅kJ= ΔHVerdampf: Br ( )2( l) →Br 2(g) + ΔUDiss: Br 2( g) →2⋅Br(g)+ Δ p⋅ V = 224.9 mol29.6kJ/mol 192.8 kJ / mol 2.5 kJ/molb) Wie groß ist die Elektronenaffinität von BaBr 2 (s)?Zunächst müssen wir noch die Gitter(bildungs)enthalpie berechnen. Sie ist dieReaktionsenthalpie für die exotherme (negativ!) Reaktion:Ba 2+ (g) + 2 Br - → BaBr 2 (s)Vorzeichenkonventionen:In der Physik: Die Gitterenergie ist die zum Aufbrechen des Gitters nötige Energie⇒ positivPhysikalische Chemie: Bei obiger Reaktion wird aufgrund der CoulombwechselwirkungInnere Energie (und damit auch Enthalpie) bei der Bildung des Gitters freigesetzt⇒ negativLinke Seite der Reaktion: Ba 2+ (g) + 2 Br - ⇒ n=3Rechte Seite: Das BaBr 2 im Kristallverband ist ein einziges Riesenmolkül, n=10 -23 ≈0Folglich ist: Δn=-3kJ kJ kJΔ H 2+ − =− E 1977 3 2.48 1984Gitter: Ba 2 Br BaBr Gitter+Δn⋅RT⋅ =− − ⋅ =−+⋅ → 2mol mol mol(Leider war in der Angabe von E Gitter ein Fehler unterlaufen, der jetzt korrigiert ist!)Analog:Elektronenaffinität stets positiv definiert, obwohl Energie frei wird:ΔU− −≡−EBr+ e →Brafffolglich:Δ H − −=ΔU − −−RT ⋅ =−E −RT⋅Br+ e → Br Br+ e →BraffNutze den Born-Haber-Kreisprozess:Die Summe aller Reaktionsenthalpien im geschlossenen Kreis =0Wir addieren die Reaktionsenthalpien in der Reihenfolge der Reaktionsschritte des Born-Haber-Zyklus von links unten im Uhrzeigersinn auf. Beachten Sie, dass die Reaktion für dieBildungsenthalpie Bafest+ 2Bafl→ BaBr2in der entgegengesetzten Richtung definiert ist unddeshalb ΔbH θ Ba + 2Ba →BaBrnegativ zu rechnen ist.festfl−Δ H +Δ H +ΔHθ θ θb Bafest + 2 Brfl →BaBr2 Diss: Br2( fl) →Br2( g) →2 Br( g) 2+ −ion: Bagas→ Ba + 2eθH− − H2+ −affin: Br + e → Br Gitter: Ba + 2⋅Br →BaBr+2⋅Δ +Δ = 0gas2Übungsblatt 5 5 SS 2011
Seite 1 und 2: Übung zur Vorlesung Chemische Ther
Seite 3: Übung zur Vorlesung Chemische Ther
Seite 7: Übung zur Vorlesung Chemische Ther

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