Chemie AC Praktiukum an der Universität Göttingen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Chemie AC Praktiukum an der Universität Göttingen

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Standardbedingungen

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Energieerhaltungssatz

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Innere Energie

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Satz von Heß

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Kovalenzradius

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Ionisierungsenergie

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Elektronenaffinität

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Elektronegativität

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Gitterenergie

Abhängigkeit und Auswirkungen

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Entropie

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Lösungswärme von Salzen

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Normalbedingungen

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Chemie AC Praktiukum

Standardbedingungen

T = 25 °C, 

p = 101,325 kPa = 1,01325 bar = 1 atm.

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Energieerhaltungssatz

Energie kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden, sie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

bzw.

Bei Energieaustausch oder Energieumwandlungen innerhalb des Systems oder zwischen System und Umgebung ist die Summe der Energien konstant.

oder

Die Gesamtenergie eines Systems kann weder zu- noch abnehmen.

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Innere Energie

Die Innere Energie U ist die Summe der Energien, über die ein System verfügt, z. B. potentielle Energien der Atome, Ionen und Moleküle in den Teilchenverbänden, Schwingungsenergien und Rotationsenergien.
Der Absolutwert ist nicht messbar, nur die Änderung.

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Satz von Heß

Bei gleichem Anfangs- und Endzustand der Reaktion ist die Reaktionsenthalpie für jeden Reaktionsweg gleich groß.

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Kovalenzradius

Der Kovalenzradius nimmt innerhalb einer Periode ab, da die Kernladung steigt und damit die Elektronen stärker angezogen werden.
Innerhalb einer Gruppe dagegen nimmt er zu, da jeweils eine neue Schale hinzukommt.

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Ionisierungsenergie

nnerhalb einer Periode nimmt die Ionisierungsenergie zu, denn der Atomradius nimmt ab, damit ist die coloumbsche Anziehung stärker.

Innerhalb der Gruppe nimmt der Atomradius zu und damit sinkt die aufzuwendende Ionisierungsenergie.

Ausnahmen von dieser Regel:

z.B. in der 2. Periode:

  • Be hat eine höhere Ionisierungsenergie als B. 
  • N hat eine höhere Ionisierungsenergie als O.

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Elektronenaffinität

Als allgemeiner Trend gilt: Sie nimmt wird innerhalb einer Periode negativer, d.h. e wird mehr Energie frei, und innerhalb einer Gruppe positiver, d.h. es wird weniger Energie frei.
Auch hier entscheiden wieder Coulombsche Anziehungskräfte, die um so größer sind, wenn der Abstand kürzer und die Ladung größer wird.

Chemie AC Praktiukum

Elektronegativität

Die Elektronegativität ist also kein Energiewert und kann daher nicht gemessen werden. Außerdem geht es hier um die Elektronenverteilung in einer Bindung und nicht in einem einzelnen Atom. Die Änderungen innerhalb des Periodensystems sind aber ähnlich der Elektronenaffinität.

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Gitterenergie

Abhängigkeit und Auswirkungen

Die Gitterenergie ist der Energiebeitrag, der frei wird, wenn Ionen entgegengesetzter Ladung sich zu einem Kristallverband vereinen. Die Größe der Gitterenergie ist abhängig von:

  • der Ladung der Ionen: je größer die Ladung desto größer ist der Betrag die Gitterenergie.
  • der Größe der Ionen: je kleiner die Ionen desto größer der Betrag der Gitterenergien. 

Die Größe der Gitterenergie hat wiederum Einfluss auf physikalische Eigenschaften wie Schmelzpunkt und Härte:

  • je größer die Gitterenergie, desto höher liegt der Schmelzpunkt, denn diese Energie muss beim Schmelzen aufgebracht werden.
  • auch für die Härte gilt: je größer die Gitterenergie desto höher die Härte.

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Entropie

Man kennt es, dass exotherme Reaktionen freiwillig ablaufen, ungewöhnlicher ist schon, dass auch Reaktionen, bei denen Energie verbraucht wird, spontan ablaufen.

Entscheidend dafür ist die Entropie, S, als Maß für die Unordnung eines Systems.

Es gilt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik:

Bei einer spontanen Zustandsveränderung vergrößert sich die Entropie.

Entscheidend für das freiwillige Ablaufen einer Reaktion ist nicht ΔH sondern die freie Reaktionsenthalpie ΔG:

ΔG = ΔH - TΔS

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Lösungswärme von Salzen

Beim Lösen eines Salzes in Wasser wird nicht nur das Kristallgitter aufgebrochen, also die Gitterenergie aufgewendet, sondern auch eine Hydrathülle um die Kationen und Anionen gebildet, so dass die Hydratationsenthalpie frei wird.
Je nachdem, welcher Energiebeitrag größer ist, ist dieser Prozess endo- oder exotherm.

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Normalbedingungen

T = 0°C,

 p = 101.325 kPa (1 atm). 

Ein Mol nimmt dann das Volumen von 22.414 L ein.

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