Kalorimetrie

Aufrufe: 278     Aktiv: 07.04.2024 um 12:29

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Hallo, kann mir jemand bei der folgenden Aufgabe helfen und mein Ergebnis überprüfen, ich glaube das ist falsch.

Aufgabe lautet: In einem Kalorimeter, das 850,0 g Wasser enthält, werden 2.50 g Traubenzucker (Glucose), C6H12O6, verbrannt. Dabei wird ein Temperaturanstieg des Wassers von 20,00 °C auf 26,25 °C beobachtet. Die Wärmekapazität des Kalorimeters ist eine Gerätekonstante und beträgt 2,70 kJ/ K.

a) Die spezifische Wärmekapazität von Wasser hat den Wert 4,184 J/g*K. Berechnen Sie die molare Verbrennungsenthalphie ΔH der Reaktion. Beachten Sie hierbei die Regeln signifikanter Rechengrößen !

Meine Lösung: enter image description here

Ich bedanke mich im Voraus.

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Die Temperaturerhöhung beträgt nicht 281,4 K, sondern 6,25 K. Es ist ja eine Differenz und keine Absoluttemperatur. Deshalb musst du in der Formel ∆v Hm für ∆T = 6,25 K einsetzen.

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Können Sie mir vlt. bitte auch noch erklären, wie man für die molare Verbrennungsenthalphie der Reaktion in a) den Messfehler, der sich nach dem Fehlerfortpflanzungsgesetz ergibt berechnet, wenn die Messungenauigkeit des Temperaturanstiegs ΔT= 0,25 K und der 1σ-Fehler für die Gerätekonstante 0,02kJ/K beträgt.

  ─   userb8bbaf 28.03.2024 um 16:52

Bevor du zur Fehlerrechnung kommst, musst du erst mal erklären, wie du die Wärmekapazität des Kalorimeters berücksichtigt hast. Bisher sehe ich die gar nicht in deiner Rechnung.

  ─   stefriegel 28.03.2024 um 22:26

Wie berücksichtige ich die, wäre die Formel dann doch nicht richtig?

  ─   userb8bbaf 29.03.2024 um 19:49

Das kann man sich logisch überlegen: Da das Kalorimeter zusammen mit dem Wasser auf die Endtemperatur gebracht werden muss, muss man seine Wärmekapazität zu der des Wassers hinzuaddieren.

  ─   stefriegel 29.03.2024 um 22:14

wie kann ich die beiden Wärmekapazitäten addieren, wenn die Wärmekapazität des Wasser die Einheit J/g*K und die des Kalorimeters die Einheit kJ/K hat?

  ─   userb8bbaf 01.04.2024 um 17:27

Beim Wasser kennst du die spezifische Wärmekapazität, die du mit der Angabe m = 850 g leicht in eine absolute Wärmekapazität umrechnen kannst. Zu dieser kommt dann die Wärmekapazität des Kalorimeters hinzu.

  ─   stefriegel 01.04.2024 um 18:26

Ich habe jetzt ΔQ(H2O)= Cm = 4,184 J/gK *850g = 3556,4 J/K = 3,5564 kJ/ K gerechnet und dann ΔQ(H2O) mit ΔQ(Kalorimeter) addiert und habe ΔQ= 6,2564 kJ/K raus. Muss ich dann mit dieser Wärmekapazität die molare Verbrennungsenthalpie berechnen?

  ─   userb8bbaf 02.04.2024 um 17:00

Du bringst die Formelzeichen durcheinander. ΔQ ist keine Wärmekapazität, sondern eine Wärmemenge. Das Zeichen für Wärmekapazität ist C bzw. Cp.

Der Zusammenhang zwischen Wärmemenge und Wärmekapazität ist ΔQ = C * ΔT.

  ─   stefriegel 02.04.2024 um 18:28

Verstehe ich das denn jetzt richtig, dass C(spezifisch)= Q/ m ΔT und C(absolut)= Q/ ΔT mit berechnet wird?
weil wenn ja, dann komm ich trotzdem auf das selbe Ergebnis wie vorhin raus.
Meine Rechnung wäre dann: C(spez.)= Q/m
ΔT => Q= C(spez.)m ΔT=4,184J/gK850g*6,25K=22,2275 kJ => C(abs.)=Q/ΔT = 22,2275 kJ / 6,25K = 3,5564 kJ/K

  ─   userb8bbaf 02.04.2024 um 19:17

Die Wärmekapazität des Wassers ist einfach C = C(spez)*m = 3.556,4 J/K. Beachte die Einheit, kein kJ.
Damit hast du aber noch nicht die Wärmemenge Q ausgerechnet, denn die Verbrennungswärme des Glucose wird sowohl an das Wasser als auch an das Kalorimeter abgegeben. Deshalb muss man die beiden Wärmekapazitäten addieren. Das hast du immer noch nicht beachtet.

  ─   stefriegel 02.04.2024 um 22:40

Ok, ich habe jetzt für die Wärmemenge Q= 3,5564 kJ/K + 2,70 kJ/K = 6,2564 kJ/K raus. Muss ich mit dem Wert die molare Verbrennungsenthalpie ausrechnen?

  ─   userb8bbaf 03.04.2024 um 12:14

Sorry, aber 6.256,4 kJ/K ist eine Wärmekapazität, keine Wärmemenge. Bitte mach dir den Unterschied zwischen diesen beiden Größen klar. Der Sinn dieser Aufgabe ist nicht, irgendwelche Zahlen auszurechnen, sondern zu verstehen, wie die Größen zusammmenhängen.

  ─   stefriegel 03.04.2024 um 12:56

Aber wenn die Formel für die Berechnung der molaren Verbrennungsenthalpie ΔvHm=-m(H2O)Cp(H2O)ΔT*M(Probe)/m(Probe) lautet dann verstehe ich nicht wieso ich die Wärmemenge berechnen muss?

  ─   userb8bbaf 03.04.2024 um 16:51

So ich habe jetzt nochmal alles neu gerechnet Schritt für Schritt: Als erstes habe ich die absolute Wärmekapazität von H2O ausgerechnet C(abs.)(H2O)= 3556,4 J/K (3,5564 kJ/K). Dann habe ich die Wärmekapazität des Kalorimeters berücksichtigt C=6,2564 kJ/K. Als nächstes die Wärmemenge berechnet Q=C*ΔT=39,1025 kJ und diese dann durch die Stoffmenge n dividiert und komme auf dieses Endergebnis ΔvHm= 2793,04kJ/mol.

  ─   userb8bbaf 03.04.2024 um 17:32

Ja, genau so ist es richtig. Vergleiche es mit dem Literaturwert :-) Es fehlt noch das Minuszeichen davor.

Die Formel für die Verbrennungsenthalpie lautet ΔvHm=-Q*M(Probe)/m(Probe). Wie die Wärmemenge Q bestimmt wird, hängt vom Versuchsaufbau ab. Deshalb heißt es in der Aufgabenstellung, man soll alle sigifikanten Rechengrößen beachten. In deiner Formel wurde nicht beachtet, dass auch Wärme an das Kalorimeter abgegeben wird.

  ─   stefriegel 03.04.2024 um 19:07

danke für die Hilfe:)

  ─   userb8bbaf 03.04.2024 um 19:48

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