PCI (Biol./Pharm.) Thermodynamik Übung 3 H.P. Lüthi / R. Riek – HS 2016 Übung 3 Ausgabe: Abgabe: 10.10.2016 18.10.2016 Aufgabe 1: Phasendiagramme Abbildung 1-1: Phasen Diagramm von H2 O Abbildung 1-2: Phasen Diagramm von CO2 Oben sehen Sie die Phasendiagramme (nicht skaliert) von Wasser und Kohlendioxid in Abhängigkeit von Druck und Temperatur. a) Was bezeichnen die Linien A, B und C? b) Was bezeichnen die Punkte D und E? c) Wodurch unterscheidet sich die Linie B zwischen H2 O und CO2 im Vergleich und was ist die Bedeutung dieses Unterschiedes? d) Punkt D der Phasendiagramme liegt bei H2 O unter 1 atm, bei CO2 deutlich darüber. Was ist die Konsequenzen dieses Unterschiedes? Aufgabe 2: Reaktionslaufzahl Stickstoffdioxid (NO2 ) dimerisiert gemäss 2 NO2 (g) N2 O4 (g) (2.1) und kann deshalb nicht in reiner Form kommerziell erworben werden. Eine Untersuchung eines seit längerem bei 25 ◦ C gelagerten 5 l-Behälters mit Stickstoffdioxid ergibt, dass der Gesamtdruck p = 2 bar und das Verhältnis der Partialdrücke p2 /p1 = 2.037 betragen. Dabei stehe der Index 1 für das Monomer NO2 und der Index 2 für das Dimer N2 O4 . Nehmen Sie ein ideales Verhalten der Gase an. Wie gross ist die Reaktionslaufzahl ξ im Moment, unter den Annahmen, dass ursprünglich kein N2 O4 vorlag und das System im Gleichgewicht ist? 1 PCI (Biol./Pharm.) Thermodynamik Übung 3 H.P. Lüthi / R. Riek – HS 2016 Aufgabe 3: Wärmekapazität Eine Masse von 36.0 g H2 O (solid) bei 273 K wird mit 180 g H2 O (flüssig) bei 325 K vermischt in einem isolierten Gefäss (abgeschlossenes System) bei einem Druck von 1 bar. Berechnen Sie die finale Temperatur des Systems im Equilibriumszustand. Hinweis: Sie können davon ausgehen, dass von 0◦ Celsius bis 100◦ Celsius die Wärmekapazität konstant ist. kJ Eis = 6.007 mol ∆Hfus CpH2 O = 75.3 molJ K Aufgabe 4: Molares Volumen Berechnen Sie mittels der Van-der-Waals Gleichung (4.1) das molare Volumen Vm von CO2 am L L2 kritischen Punkt (Tc = 304.2 K, Pc = 74.0 bar, a = 3.658 bar mol 2 , b = 0.0429 mol ). a P + 2 · (Vm − b) = RT (4.1) Vm Vergleichen Sie das molare Volumen Vm von CO2 am kritischen Punkt mit dem molaren Volumen eines idealen Gases unter denselben Bedingungen Vm,ideal und dem Literaturwert. BerechVm . nen und interpretieren Sie den Kompressibilitätsfaktor Z = Vm,ideal (Daten aus “Physikalische Chemie und Biophysik”, Adam, Läuger, Stark, 5. Auflage.) Aufgabe 5: Konzentrationsgrößen und partielle molare Größen a) Wieviel mol H2 O befinden sich in 1 L reinem Wasser? Berechnen Sie die molare Konzentration. Gibt es einen Unterschied zu der Molmenge in Eis? ρH2 O,l,298 K = 1000 kg m−3 ρEis = 917 kg m−3 b) Berechnen Sie die molare Konzentration von HCl in 36%-iger wässriger Salzsäure (Angabe in Gewichtsprozent,(w/w)). ρHCl,36%(w/w) = 1179 kg m−3 2
© Copyright 2024 ExpyDoc
