Zusammenfassung Energetik - Chemie Lernzettel Leistungskurs Abitur 2022 (15 Punkte)

ENERGETIK

,Arten der
Energie
:




/
Lichtenergie
thermische
Energie ⇐ > chemische Energie
kinetische Energie
elektrische
Energie


Hauptsätze der Thermodynamik

1. Hauptsatz


Energie kann weder verbraucht noch geschaffen werden ,
.
Sie kann nur von einer Form in die andere

umgewandelt werden (Energieerhaltungssatz) .




2. Hauptsatz

Die
Gesamtenergie kann bei
freiwilligen Prozessen nur zunehmen oder
gleich bleiben jedoch niemals abnehmen
,
.




Systeme der chemischen Enengetik
sys-stf-as-I-EFE-sp.de




| |
der der
Umgebung Umgebung

Offen Ja Ja Lagerfeuer ,
Ökosysteme Zellatnuvg Fotosynthese
, , ,
Lino Flasche
-




Geschlossen Nein Ja chemische Reaktion
Erlenmeyerkolben ,
Kühlpad , Wärmflasche



Isoliert Nein Nein Dewar -


Gefäß




U
Innere
Energie
Jede Stoffportion besitzt eine gespeicherte Energie (innere Energie U)
-




die innere
Energie eines stofflichen Systems ist die Summe aus
-

. . .




. . .




Kernenergie
chemischer
. .
.




Energie
. . . thermischer
Energie
ein absoluter Stottportion ist nicht messbar
Energiegehalt einer
-



,
bei chemischen Reaktionen ist messbar :
aber
Energieerhaltung
:




Drv =
U produkte -


✓ Edukte




1

,Reaktions
energie
die bei chemischen Reaktionen frei bzw (Reaktionswärme Qr) und
Energie , .

benötigt wird ,
setzt sich aus Wärme

Arbeit (Volumenarbeit W = -




p
.

AV)
zusammen :




Br U Qr W Qr p DU
= t = -

.




Dabei werden zwei Fälle unterschieden :




A. Reaktion bei konstantem Druck :
Volumenarbeit kann verrichtet werden , da der Druck konstant bleibt
und das Volumen damit veränderbar ist .




Dr U =
Qpp p DU
-

.




2. Reaktion bei konstantem Volumen :
Hier kann keine Volumenarbeit verrichtet werden ,
da das
Volumen nicht veränderbar ist :
DU =
0


Dr V =
Qr p ,


Enthalpie ( Einheit KJ)
:




Reaktionsenthalpie :




Da viele chemische Reaktionen im Labor in offenen Gefäßen , also bei konstantem Druck , ablaufen , verwendet
konstantem Druck Qr p
man als
energetische Zustandsgrößen die Reaktionswärme bei ,
.




Sie wird Enthalpie H (Reaktionsenthalpie) genannt .




Dr H =
Qr , p Arlt =
AN +
p
. DU



°

Standardveaktionseerthalpie Dr H bei p
=
101,3 kPa und F- 25°C




Enthalpiediagramm




2

, Kalorimetrie


abgegebene Wärme bei chemischer Reaktion
auffangen und messen
-




Reaktions
gefäß wird in ein mit Wasser
-
-




gefülltes Thermesgefäß gestellt
Messung derTemperatur vor Beginn
-




der Reaktion
-

während Reaktion entweder nimmt :




Wasser in Form von Wärme auf
Energie
oder
gibt Energie in Form von Wärme ab
↳
Temperaturänderung Wärmemenge =




die auf oder
abgegeben wurde
-




Magnetometer vermischt Wasser mit Rohrrotor
-




(gleichmäßigeTemperaturverteilung)
-

Thermometer in Wasser

Reagenzglas in dem
Reaktionsgemisch
-




,

vorliegt wird mit weiterem Reagenzglas
umschlossen , welches mit Glas Wolle

gefüllt ist ( Wärmemenge wird langsam
abgegeben undGlas springt nicht)

Berechnung d. ReaktionsWärme :




Die
Wärmeenergie Qr , p ,
die bei der Kalometrie von Wasser
aufgenommen wird , ist proportional zur


Temperaturänderung (Tz Ta) und zur Masse
AT =
-
des Wassers m (Wasser) Der Proportionalitätsfaktor
.




ist die spezifische Wärmekapazität des Wassers cp .




^
^
( 1g
-




Cp ( Wasser) K auf ,
4,18 J g- Wasser nimmt die
Energie 4, a 8J wenn eine
=
von
-
.




„


)
"
1K stattfindet
Temperaturerhöhung um




Qnp Cp ( Wasser) ( Wasser)
=
- .
m .


ßT


Beispiel :
Reaktion von 100mL Salzsäure mit 100mL
Natronlauge (jeweils (
=
0,5 E- )
"
.




DT =
3,1K (gemessen)
mlWasser) -

200g ^ "

cp (Wasser)
-
4,18 J -




g- .

K


^ -
"
K
Qr 4,18J g- 200g 3,1K =
2592J 2,592 KJ
-
= -
.
. . - =


, p


Die ReaktionsWärme bei konstantem Druck ,
bzw .
Reaktionsenthalpie , beträgt
Dr H =
2592J
-

.




3