Übungsblatt 7 - Institut für Physikalische Chemie - Universität Stuttgart

Übung zur Vorlesung Physikalische Chemie
-Grundlagen der Thermodynamik-
Dr. Natalie Preisig
Institut für Physikalische Chemie, Raum: 09.363, Universität Stuttgart
e-mail: n.preisig@ipc.uni-stuttgart.de, Tel.: 0711-685-64462
Übungsblätter finden Sie unter: http://www.ipc.uni-stuttgart.de/AKStubenrauch/lehre/
Übungsblatt 7 – Wiederholungsaufgaben
Aufgabe 1: In einer auf 20 o C temperierten 10-Liter-Stahlflasche befinden sich 25 mol Helium. Nach dem
Öffnen der Flasche strömt das Gas gegen einen Außendruck von 1.030 bar unter isothermer Expansion aus.
Welche maximale Volumenarbeit verrichtet es dabei?
(3 Punkte)
Aufgabe 2: Die Verbrennungsenthalpie für Naphthalin C 10 H 8 (s) beträgt -5157 kJ mol -1 .
a) Geben Sie die Reaktionsgleichung der Verbrennung an.
b) Stellen Sie den Reaktionsverlauf (gemäß Satz von Hess) der Bildung (aus den Elementen) und
Verbrennung von Naphthalin graphisch dar und berechnen Sie die molare Standardbildungsenthalpie für
Naphthalin. Die Standardbildungsenthalpien von H 2 O und CO 2 sind -286 und -394 kJ mol -1 . (3 Punkte)
Aufgabe 3: Berechnen Sie die Standard-Reaktionsenthalpie für die folgende Reaktion:
C 6 H 6 (g) + 3H 2 (g) → C 6 C 12 (g)
Die Standardbildungsenthalpien der beteiligten Stoffe bei 298 K und 1 bar sind in der Tabelle 1 aufgelistet.
(3 Punkte)
Tab. 1 Standardbildungsenthalpien B H bei 298 K und 1 bar.
Substanz B H kJ mol -1
C 6 H 6 (g) + 82.9
C 6 C 12 (g) - 123.1
H 2 (g) 0.0
Aufgabe 4: Eine Probe eines idealen Gases, die zu Beginn bei 250 K und 1 bar ein Volumen von 30 dm 3
hat, wird isotherm komprimiert. Auf welches Volumen muss komprimiert werden, wenn die Entropie um
5 J K -1 erniedrigt werden soll? (3 Punkte)
Aufgabe 5: Wir erhöhen den Druck einer flüssigen Probe von 35 g isotherm von 1 bar auf 3000 bar und
finden dabei eine Zunahme der Freien Enthalpie um 12 kJ. Wie groß ist die Dichte der Flüssigkeit?
(3 Punkte)
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Aufgabe 6: Nachfolgende Abbildung zeigt das Zustandsdiagramm von CO 2 .
a) Geben Sie an, welchen Aggregatzustand das Kohlendioxid in den Gebieten A, B und C annimmt.
b) Welche Aggregatzustände kann CO 2 bei Normaldruck annehmen?
c) Auf welchen Druck muss CO 2 mindestens komprimiert werden, damit es flüssig wird?
d) Welche Temperatur hat Trockeneis (festes CO 2 ), wenn es bei Normaldruck mit gasförmigem CO 2 im
Gleichgewicht steht?
e) Ein Feuerlöscher enthält flüssiges CO 2 . Welchem Druck muss dieser bei 20 o C mindestens standhalten?
Zeichnen Sie auch relevante Linien oder Punkte in das Diagramm.
(3 Punkte)
Abb. 1. Phasendiagramm von CO 2 .
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