Grüße chemweazle,
hoffentlich mache ich jetzt keine Vorzeichenfehler, besser nochmal nachrechnen.
Bestimmen Sie die Sublimationsenergie?
Aufgabe:
(Molare) Sublimations-Enthalpie von Graphit, eigentlich auch die (Molare) Atomisierungs-Enthalpie
C(Graphit) → C(g) , ΔSubHm = gesucht
Daten : T0 = 298 K , p = 100 kPa = 100.000 Pa = 1 bar
Molare Standard-Verbrennungs-Enthalpie von Graphit
Gleichung 1
C(graphit) + O2(g) → CO2(g), ΔcHm = - 436 KJ / mol
Standard-Verbrennungs-Enthalpie von CO
Gleichung 2
CO(g) + 1⁄2 O2(g) → CO2(g), ΔcHm = - 284 KJ / mol
Anm.: Die beiden Verbrennungsenthalpien sind negativ, kleiner 0, die Reaktionen sind exotherm.
Dissoziation oder Atomisierung des CO
Gleichung 3
CO(g) → C(g) + O(g) , ΔHr, m = 970 KJ / mol
Dissoziation eines mols Sauerstoff in 1 mol O-Atome
Gleichung 4
O2(g) → 2 O(g) , ΔHD, m = 492 KJ / mol
Die Reaktionsgleichungen so summieren, daß die gewünschte Reaktionsgleichung als Summengleichung erscheint. Ebenso addieren sich die Enthalpie-Werte wie die Reaktionsgleichungen.
Addiert man jedoch eine Reaktionsgleichung in umgekehrter Schreibweise zur obigen, so ändert sich das Vorzeichen der betreffenden Reaktions-Enthalpie.
| C(graphit) + O2(g) | → | CO2(g) | - 436 |
| CO2(g) | → | CO(g) + 1⁄2 O2(g) | + 284 |
| C(graphit) + 1⁄2 O2(g) | → | CO(g) | - 152 |
| CO(g) | → | C(g) + O(g) | + 970 |
| C(graphit) + 1⁄2 O2(g)→ | → | C(g) + O(g)→ | + 818 |
| O(g) | → | 1⁄2 O2(g) | $$ \frac{- 492}{2} = - 246$$ |
| C(Graphit) | → | C(g) | + 572 KJ / mol |
Zur Gleichung 1 , die Verbrennung von Graphit zu Kohlendioxid wird in umgekehrter Richtung die Gleichung 2, die Verbrennung von CO zu Kohlendioxid addiert.
Dabei ändert sich das Vorzeichen der Reaktions-Enthalpie bei Gl. 2 , da sie in umgekehrter Richtung zur Gl. 1 addiert wurde.
Die Zwischensumme ist die in der Tabelle farbig rot hervorgehobene Gl. ( - 436 + 284 ) KJ / mol = - 152 KJ / mol.
Es ist die Verbrennung von 1 mol Graphit zu 1 mol CO(g).(970 KJ / mol)
Addiert man nun die Gl. 3 , die Dissziation des CO(g) in C(g) und O-Atome(g) , so kürzt sich das CO(g) auf beiden Seiten heraus.
Die neue Zwischensumme ist 8 grün hervorgehoben ) ist dann die endotherme Atomisierung von 1 ml Graphit in 1 m C-Atome in der Gasphase plus die Dissoziation von 0,5 mol Sauerstoffmolekülen in 1 mol O-Atome in der Gasphase(Atomisierung).
Enthalpiesumme bis jetzt:
( - 436 + 284 + 970 ) KJ / mol = ( - 152 + 970 ) KJ / mol = + 818 KJ / mol
Damit sich die Atomisierung von 0,5 mol Sauerstoffmolekülen herauskürzt, wird die Gl. 4 mit dem Faktor 0,5 und in umgekehrter Richtung addiert, die Enthalpie ist – 0,5 mal 492 KJ / mol. (in der Tabelle blau hervorgehoben)
Summe
Atomisierung oder Sublimation von 1 mol Graphit in 1 mol gasförmige C-Atome.
Enthalpiesumme, für C(Graphit) → C(g)
( 818 – 0,5 * 492 ) KJ / mol = (818 - 248 ) KJ / mol = + 572 KJ / mol
