Physikalische Umwandlungen der Stoffe

Question

Aufgabe:

Hallo alle zusammen!

Es geht hier um die folgende Aufgabenstellung: Berechne den Schmelzpunkt von Eis unter einem Druck von 50 bar., Die Dichte von Eis beträgt unter diesen Bedingungen etwa 0,92 g/cm3, die von Wasser 1 g/cm3.

Problem/Ansatz

Was ich hier nicht verstanden habe, ist die Berechnung der Schmelzenthalpie des Wassers.

Der Ansatz lautet ja: dT= ( Tsm dp / dHsm ) * d (M/ ϱ)

Aber wie soll ich hier die Schmelzenthalpie berechnen?

Comments

Was ich hier nicht verstanden habe, ist die Berechnung der Schmelzenthalpie des Wassers.

Und was ich nicht verstehe ist, warum du sie berechnen willst, obwohl du den Wert für die spezifische Schmelzenthalpie im Netz, in Fachbüchern und vielleicht auch in deinen Unterlagen findest und den so gefundenen Wert dann einfach in die Clausius-Clapeyron-Gleichung einsetzt.  Oder steht irgendwo in der Aufgabe, dass du sie selbst berechnen sollst?

Answer 1

Salut,

Es geht hier um die folgende Aufgabenstellung: Berechne den Schmelzpunkt von Eis unter einem Druck von 50 bar., Die Dichte von Eis beträgt unter diesen Bedingungen etwa 0,92 g/cm3, die von Wasser 1 g/cm3.

Das müsstest du über die Clausius - Clapeyron - Gleichung berechnen können:

Δp / ΔT =  ΔH_Schmelz / (T_Start * ΔV)

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Dabei gilt:

T_Start = 273,15 K (bei 1,0135 bar)

Δp =  Änderung des Drucks =  5000 kPa - 101,325 kPa =  4898,675 kPa

Molares Volumen (Eis)  = 18,02 g mol^-1 / 920 g L^-1 =  0,01958 L mol^-1

Molares Volumen (Wasser) = 18,02 g mol^-1 / 1000 g L^-1 = 0,01802 L mol^-1

ΔV =  V_Wasser - V_Eis =  - 0,00156 L mol^-1

ΔH_schmelz =  Schmelzenthalpie =   6010 J mol^-1

Diesen Wert musst du selbstverständlich nicht selbst berechnen, sondern entnimmst ihn entsprechendem Tabellenwerk.

Schau beispielsweise hier:

.https://de.wikibooks.org/wiki/Tabellensammlung_Chemie/_Enthalpie_und_Bindungsenergie

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Obige Gleichung nun umstellen nach ΔT:

ΔT =  Δp * T_Start * ΔV / (ΔH_Schmelz)

ΔT =  4898,675 kPa * 273,15 K * 0,00156 L mol^-1 / (6010 J mol^-1)  = 0,34732 K

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Daraus folgt für den gesuchten Schmelzpunkt bei einem Druck von 50 bar:

273,15 K - 0,34732 K =  272,8 K

Bitte selbst nachrechnen ...

Schöne Grüße :)

Comments

Da du mir gut aus der Chemielounge bekannt bist ....

Gibt es Unklarheiten bezüglich meiner Antwort oder wie ist dein völliges Stillschweigen zu deuten ?

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Molares Volumen (Eis)  = 18,02 g mol^-1 / 920 g L^-1 =  0,01958 L mol^-1

Molares Volumen (Eis)  = 18,02 g mol^-1 / ( 920 g L^-1 ) =  0,01958 L mol^-1
wäre richtig. Nächste Zeile analog.