Berechnen und interpretieren Sie den thermodynamischen Wärmeumsatz von 200 kg HCl Gas

Question

Aufgabe:

Festes Calciumcarbonat reagiert mit HCl-Gas. Berechnen und interpretieren Sie den
thermodynamischen Wärmeumsatz der Reaktion von 200 kg HCl Gas. Formulieren Sie
dazu zuerst die Reaktionsgleichung! (Standardbildungsenthalpie CaCl2(s): −190.0
kcal/mol. )

Problem/Ansatz:

Meine Ideen:
Mein 1. Schritt :Reaktionsgleichung ausgleichen : 2HCl (g) + CaCo 3 (s) -> CaCl2 (s) + CO2 (g) + H2O (g) , Habe ich die Reaktion richtig ausgeglichen ?

- Was sind meine Nächste Schritte ?

- Erklären Sie bitte ausführlich wie man diese Aufgabe löst ?
- Und Bitte Schritt für Schritt Lösungsweg mitteilen, da ich absolut Anfänger in der Chemie bin, und möchte einfach die Zusammenhänge besser zu verstehen .

Danke im Voraus für die Hilfe !
vg ,
Mika

Answer 1

Salut,

Festes Calciumcarbonat reagiert mit HCl-Gas. Berechnen und interpretieren Sie den
thermodynamischen Wärmeumsatz der Reaktion von 200 kg HCl Gas. Formulieren Sie
dazu zuerst die Reaktionsgleichung! (Standardbildungsenthalpie CaCl2(s): −190.0
kcal/mol. )

CaCO₃ (s)  +  2 HCl (g)   →    CaCl₂ (aq)  +  H₂O (l)  +  CO₂ (g)

Molare Masse M (HCl)  =  36,46 g mol^-1

Stoffmenge n (HCl)  =  m / M =  200 000 g / 36.46 g mol^-1 =  5485,46 mol

Die obige Reaktionsgleichung zeigt dir die Stoffmengenverhältnisse:

CaCO₃ : HCl : CaCl₂ : H₂O : CO₂   =   1 : 2 : 1 : 1 : 1

Bei 5485,46 mol HCl werden somit 2742,73 mol CaCO₃ benötigt. Auf der Produktseite entstehen jeweils 2742,73 mol CaCl₂, H₂O und CO₂.

Zur Berechnung der Reaktionsenthalpie benötigst du nun die Bildungsenthalpien aller beteiligten Stoffe:

Schau dazu beispielsweise in folgender Tabelle:

http://www.dinternet.ch/Datenblaetter/Standardbildungsenthalpie_und_Entropie.pdf

CaCO₃ (s)  =   - 1206,9 kJ/mol

HCl (g)  =   - 92,312 kJ/mol

CaCl₂ (g)  =   - 190 kcal/mol =   - 794,96 kJ/mol      (1 kcal =  4,184 kJ)

CO₂ (g)  =   - 393,8 kJ/mol

H₂O (l)  =   - 286 kJ/mol

ΔH_R =  ∑Δ_B Produkte -  ∑Δ_B Edukte

ΔH_R =  [ 2742,73 * ( -794,96 kJ mol^-1) + 2742,73 * (-393,8 kJ mol^-1) + 2742,73 * (-286 kJ mol^-1) ]  - [ 5485,46 * (-92,312 kJ mol^-1) + 2742,73 * (-1206,9 kJ mol^-1)  =   - 228293,87 kJ mol^-1 

(Bitte nachrechnen !)

Das negative Vorzeichen bedeutet, dass die Reaktion exotherm verläuft.

Gruß in Eile ...