Skript zum AC-Teil - Anorganische Chemie, AK Röhr, Freiburg
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64 KAPITEL 7. THERMOCHEMIE<br />
7.4 Entropieänderung eines<br />
Redox-Prozesses<br />
7.4.1 Wasserwert-Bestimmung des<br />
Kalorimeters<br />
Geräte<br />
• Dewar-Gefäß (ca. 200ml, hohe Form) und Abdeckung<br />
mit Durchführung für Thermometer<br />
und Rührer<br />
• Thermometer mit Ablesegenauigkeit von 1<br />
10<br />
o C<br />
• 100ml-Pipette<br />
• Netzgerät mit Möglichkeit zur Strom- und<br />
Spannungskonstanthaltung<br />
• spiralförmig gewundener Draht als elektrischer<br />
Widerstand zur Wärmeproduktion<br />
• Stoppuhr<br />
• 2 Krokodilklemmen<br />
• Verbindungskabel<br />
Chemikalien<br />
• dest. Wasser<br />
Thermofühler<br />
21 o C<br />
Dewar−<br />
Gefäß<br />
Durchführung<br />
Rührstab<br />
Krokodilklemmen an den Drähten<br />
der Heizspirale<br />
0V<br />
10V<br />
+ −<br />
20V<br />
125 mA<br />
+ −<br />
8 V<br />
+ −<br />
Abb. 7.1: Kalorimeteraufbau<br />
Das Dewar-Gefäß wird mit 100 ml Wasser<br />
gefüllt und mit der Abdeckung verschlossen,<br />
in die das Thermometer, der Rührer und der<br />
gewundene Heizdraht eingelassen sind. An den<br />
Enden des Drahts werden die Krokodilklemmen<br />
befestigt und diese über Kabel mit dem<br />
Netzgerät verbunden, das eine Ende mit dem<br />
Pluspol, das andere mit dem Minuspol. Nun<br />
stellt man am Netzgerät rasch eine konstante<br />
Stromstärke von ca. 2 A ein, notiert den zugehörigen<br />
Spannungswert und beginnt gleichzeitig<br />
die Zeitnahme. Während der Aufheizphase<br />
wird immer wieder gerührt.<br />
Der Stromfluss wird solange aufrecht erhalten<br />
bis sich das Wasser im Dewar-Gefäß um etwa<br />
1 o C erwärmt hat. Beim Ausschalten des Netzgerätes<br />
wird die Zeit genommen. Da der Heizdraht<br />
jedoch noch warm ist, wird die Temperatur<br />
erst etwas später abgelesen, so dass die<br />
Restwärme noch abgegeben werden kann.<br />
Auswertung<br />
Berechnen Sie den Wasserwert des Kalorimeters.<br />
Theorie<br />
Der Wasserwert eines Kalorimeters ermöglicht<br />
es anhand der Temperaturänderung im wassergefüllten<br />
Kalorimeter auf die Reaktionsenthalpie<br />
zu schließen. Um dies vorher abzugleichen,<br />
wird dem Kalorimeter eine definierte Energiemenge<br />
zugeführt und die dadurch hervorgerufene<br />
Temperaturänderung gemessen. Die Energiemenge<br />
wird hier in Form elektrischer Arbeit<br />
zugeführt. Beide Größen besitzen die Einheit<br />
Joule.<br />
∆H = Wel = U · I · t<br />
Der Wasserwert C des Kalorimeters ist dann<br />
der Quotient aus eben dieser elektrischen Arbeit<br />
und dem Temperaturanstieg ∆T.<br />
C = Wel<br />
∆T<br />
Literatur<br />
= ∆H<br />
∆T<br />
<strong>Skript</strong> <strong>zum</strong> Demo-Praktikum <strong>AC</strong>, alte Version,<br />
s. [6]
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