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Kalorimetrische Grundgleichung

Hier können Sie die kalorimetrische Grundgleichung berechnen lassen. Geben Sie dazu unten die Masse des Kalorimeterwassers, die Spezifische Wärmekapazität des Wassers, die Temperaturänderung sowie die Stoffmenge der Formelumsätze ein.

Masse des Kalorimeterwassers [kg]  
Spezifische Wärmekapazität des Wassers [J * kg-1 * K-1]  
Temperaturänderung [K]  
Stoffmenge der Formelumsätze [mol]  

Die Kalorimetrie kommt aus der Chemie. Der Begriff aus dem lateinischen calor und bedeutet Wärme, ist eine Methode zur Thermoanalyse gehörend und bestimmt den direkten-mittels Kalorimeter- und indirekten quantitativen Wert von Wärme und Wärmemengen, wie zum Beispiel spezifische Wärme und Wärmekapazitäten, Mischungswärme und Umwandlungswärme sowie Verbrennungswärme und vieles mehr.

Anstelle molare Standardbildungsenthalpien zu berechnen, wird die Molare Verbrennungsenthalpie gemessen, die bei der Verbrennung von einem Mol einer Substanz mit Sauerstoff frei wird.
Die Beziehung der Bildungsenthalpie ist immer ein Mol Produkt, diese wird aus den Elementen gebildet.

Ein Mol des verbrannten Ausgangsstoffes, darauf bezieht sich die Verbrennungsenthalpie.
Die Reaktion bei einer aufgenommenen oder abgegebenen Reaktionswärme ist nicht direkt messbar, man verwendet Apparaturen, die als Kalorimeter bezeichnet werden.
Der Stoff, der verbrennt werden muss, sollte in der Regel vor der Verbrennung getrocknet werden.
Bei Verbrennung des Stoffes, erwärmt sich das ihm umgebende Wasser.

Kalorimetrische Grundgleichung Formel


Die Temperaturerhöhung und die Menge des Wassers berechnen die frei gewordene Wärmemenge QR nach folgender Formel: QR = cp (Wasser) Mal m (Wasser) Mal ?T

cp gibt die Wärmekapazität, (die von Stoff zu Stoff unterschiedlich ist)des Wassers an(4,18 J/g K bei normalem Luftdruck)
m ist die Masse des eingesetzten Wassers in Gramm(g).
?T ist das Zeichen für die Temperaturänderung des Wassers während der Reaktion.

Gleichung Beispiel: 3 Gramm Glucose werden verbrannt, dabei wird 1,2 Liter Wasser erwärmt (= 1200 Gramm Wasser) um 9,4 K. Wie viel Energie ist hier frei geworden?

QR = cp (Wasser) Mal m (Wasser) Mal ?T

QR = 4,18 J/g Mal K Mal 1200 g Mal 9,4 K

QR = 47150,4 J durch Multiplikation mit -1 da Wärme freigesetzt wird dann erhält man die Standardverbrennungsenthalpie ?VH0
?VH0 = - 47150,4 J
das Ergebnis lautet, das bei der Verbrennung von 3 Gramm Glucose 47 kJ Energie frei werden.

Bei der Berechnung der Molaren Standardverbrennungsenthalpie, muss man ?VH0 durch die eingesetzte Stoffmenge von Glucose teilen. Dann ergibt es: ?VH0m = - 2831,5 kJ/mol
Pro verbranntes Mol Glucose werden 2831,5 kJ Energie frei, beziehungsweise Glucose hat einen Brennwert von 2831,5 kJ/mol.

Die Standardbildungsenthalpie von einem Stoff wird wie folgt berechnen:

?VH0m = ?RH0m = ??fH0m (Produkte) - ??fH0m (Edukte)

Man hat nur Stoffe, wie CO2, H2O oder N2, mit bekannten Standardbildungsenthalpien die entstehen. Bei den Edukten ist in unserem oben aufgeführten Beispiel die Glucose, die Standardbildungsenthalpie von dem zu verbrennenden Stoff nicht bekannt. Stellt man die Gleichung um, kann man seine Standardbildungsenthalpie berechnen.




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