Dies ist das Protokoll eines Versuchs zur Korrosion. Ziel des Versuches ist es, die Reaktionsenthalpie von Kupfersulfathydrat mit Zinkpulver zu bestimmen.
Bei einer chemischen Reaktion werden zwei Reaktionsausgangsstoffe zu neuen Produkten umgesetzt. Hierbei spielt natürlich die Energie der Ausgangsstoffe eine Rolle, die zum Teil auch in Wärme umgewandelt wird.
Inhaltsverzeichnis
1. Ziel des Versuches
2. Theorie
3. Reaktionsgleichung
4. Versuchsaufbau
5. Versuchsdurchführung
6. Messwerte und Auswertung
a. Messwerte
b. Auswertung
7. Zusammenfassung
8. Literatur
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieses Versuchs ist die experimentelle Bestimmung der Reaktionsenthalpie bei der Umsetzung von Kupfersulfathydrat mit Zinkpulver unter Anwendung eines kalorimetrischen Messaufbaus.
- Grundlagen der Thermodynamik chemischer Reaktionen
- Berechnung der Reaktionsenthalpie in wässrigen Systemen
- Aufbau und Durchführung einer kalorimetrischen Messung
- Analyse exothermer Redoxreaktionen
- Diskussion von Fehlerquellen bei der Temperaturmessung
Auszug aus dem Buch
2. Theorie
Bei einer chemischen Reaktion werden zwei Reaktionsausgangstoffe zu neuen Produkten umgesetzt. Hierbei spielt natürlich die Energie der Ausgangsstoffe eine Rolle, die zum Teil auch in Wärme umgewandelt wird.
In den meisten Fällen verhält es sich so, dass die Ausgangsenergie insgesamt höher war, als die Energie der neuen Produkte. Dies liegt daran, dass die neuen Bindungen energetisch günstiger sind. Wenn die Temperatur messbar steigt, weil Energie freigesetzt wird, handelt es sich um eine exotherme Reaktion. Bei endothermen Reaktionen handelt es sich um das Gegenteil, denn hier wird Energie oder Wärme aufgenommen.
Die hier abgegebene oder aufgenommene Energie wird als Reaktionsenthalpie ΔrH bezeichnet, die zudem bestimmte Bedingungen vorgibt, wie z.B. konstanten Druck. Ebenfalls muss davon ausgegangen werden, dass die Reaktionsenthalpie einer exothermen Reaktion ΔrH > 0 ist, und ΔrH < 0 bei einer endothermen Reaktion. Wenn man die Bildungsenthalpien ΔfH eines Stoffes kennt, kann man den Betrag der Reaktionsenthalpie bestimmen, diese ergibt sich aus der Differenz der Energie der Reaktionsedukte von der Energie der Reaktionsprodukte:
ΔrH = Σ ΔfH(Produkte) - Σ ΔfH(Edukte)
Zusammenfassung der Kapitel
1. Ziel des Versuches: Definition der Zielsetzung, die Reaktionsenthalpie von Kupfersulfathydrat mit Zinkpulver zu bestimmen.
2. Theorie: Erläuterung der energetischen Grundlagen chemischer Reaktionen, insbesondere exothermer Prozesse und deren kalorimetrische Berechnung.
3. Reaktionsgleichung: Darstellung der ablaufenden Redoxreaktion zwischen Kupferionen und Zinkatomen.
4. Versuchsaufbau: Beschreibung der apparativen Anordnung unter Verwendung eines isolierten Styroporbechers zur Temperaturmessung.
5. Versuchsdurchführung: Protokollierung der experimentellen Vorgehensweise und der zeitlichen Abfolge der Temperaturmessungen.
6. Messwerte und Auswertung: Dokumentation der erhobenen Temperaturdaten und graphische sowie rechnerische Bestimmung des Enthalpiewertes.
7. Zusammenfassung: Abschließende Bewertung des experimentell ermittelten Wertes unter Berücksichtigung potenzieller Messungenauigkeiten.
8. Literatur: Aufführung der verwendeten Fachliteratur für die theoretischen Grundlagen.
Schlüsselwörter
Reaktionsenthalpie, Redoxreaktion, Kupfersulfat, Zinkpulver, Kalorimetrie, Exotherme Reaktion, Wärmekapazität, Temperaturdifferenz, Bildungsenthalpie, Energiedifferenz, Chemische Reaktion, Thermodynamik, Messfehler, Laborversuch, Stoffumsatz
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem Versuch grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der praktischen Bestimmung der bei einer Redoxreaktion freiwerdenden oder aufgenommenen Wärmemenge, der sogenannten Reaktionsenthalpie.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit fokussiert sich auf die Thermodynamik chemischer Reaktionen, die experimentelle Kalorimetrie in wässrigen Systemen sowie die fachgerechte Auswertung von Temperatur-Zeit-Messungen.
Was ist die zentrale Forschungsfrage des Experiments?
Das primäre Ziel ist es, den spezifischen Wert der Reaktionsenthalpie bei der Reaktion von Kupfersulfathydrat mit Zinkpulver messtechnisch zu ermitteln.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Messung verwendet?
Es wird eine kalorimetrische Methode verwendet, bei der die Temperaturänderung einer wässrigen Lösung in einem isolierten Styroporbecher zeitlich hochauflösend erfasst wird.
Was umfasst der Hauptteil der Arbeit?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Herleitung der Enthalpieberechnung, die Darstellung des Versuchsaufbaus, die Durchführung der Messreihe sowie die tabellarische und graphische Auswertung der gewonnenen Daten.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit lässt sich primär durch Begriffe wie Reaktionsenthalpie, Redoxreaktion, Kalorimetrie, Kupfersulfat und Zinkpulver beschreiben.
Warum wurde für diesen Versuch ein Styroporbecher verwendet?
Styropor fungiert als Isolationsmaterial, um den Wärmeaustausch mit der Umgebung zu minimieren und somit die Genauigkeit der kalorimetrischen Messung zu erhöhen.
Welche Fehlerquellen identifiziert der Autor in der Messung?
Der Autor führt die Messfehler vor allem auf die unvollständige thermische Isolierung des nach oben offenen Bechers sowie auf mögliche Nebenreaktionen, wie die Zinkoxidbildung, zurück.
Wie wurde die molare Reaktionsenthalpie berechnet?
Die Berechnung erfolgte über die thermische Energieänderung im System, bezogen auf die Stoffmenge der eingesetzten Edukte (0,05 mol).
- Arbeit zitieren
- Konstantin Krummel (Autor:in), 2012, Korrosion. Reaktionsenthalpie einer Redoxreaktion, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/373158
