Ein Thermometer, eine Waage und eine Formel — mehr braucht es nicht, um die Wärme einer Reaktion zu messen.
Ihr Fortschritt:
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Übungsaufgaben
Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.
A1
Eisenpulver in Kupfersulfat-Lösung
AFB II
Zu 100 mL Kupfersulfat-Lösung (\(c = 0{,}100\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) wird Eisenpulver im Überschuss gegeben: \(\ce{Fe(s) + Cu^2+(aq) -> Fe^2+(aq) + Cu(s)}\). Die Temperatur steigt um 3,6 K. Ermitteln Sie die molare Reaktionsenthalpie (Lösung wie Wasser: 100 g, \(c = 4{,}19\,\mathrm{J\,g^{-1}\,K^{-1}}\); Kalorimeter vernachlässigt).
Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt, negative Werte mit Minuszeichen.
Stoffmenge \(n(\ce{Cu^2+})\)mol
vom Wasser aufgenommene WärmekJ
\(\Delta_r H = -Q/n\)kJ/mol
Limitierend sind die Kupfer-Ionen (0,0100 mol), denn Eisen liegt im Überschuss vor. \(Q = 4{,}19\cdot100\cdot3{,}6\,\mathrm{J} = 1508\,\mathrm{J}\); \(\Delta_r H = -1{,}51\,\mathrm{kJ}/0{,}0100\,\mathrm{mol} = -151\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) (Tabellenwert −153,9). Das Minuszeichen kommt hinzu, weil die Wärme, die das Wasser aufnimmt, vom Reaktionssystem abgegeben wurde.
\(n = c\cdot V\) mit \(V\) in Litern.
Das Wasser nimmt auf, das System gibt ab: \(\Delta_r H = -Q_\text{Wasser}/n\).
A2
Die drei Phasen einer Messung
AFB I
Ordnen Sie jeder Phase der Messung ihre Bedeutung zu: Decken Sie zwei Karten auf, die zusammengehören.
Decken Sie zwei Karten auf, die zusammengehören. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter aufdecken, Pfeiltasten zum Wandern.
Die Vorperiode liefert die Starttemperatur, in der Hauptperiode läuft die Reaktion, die Nachperiode zeigt den Wärmeverlust an die Umgebung. Rührer und Deckel sorgen für gleichmäßige Temperatur und geringe Verluste. Typischer Fehler: die Nachperiode zur Reaktion zu zählen.
Überlegen Sie, was in jeder Phase mit der Temperatur geschieht.
Vorperiode vor, Hauptperiode während und Nachperiode nach der Reaktion.
A3
Blitzrechnung
AFB I
150 g Wasser erwärmen sich in einem Kalorimeter um 6,4 K. Berechnen Sie die vom Wasser aufgenommene Wärme in kJ (\(c = 4{,}19\,\mathrm{J\,g^{-1}\,K^{-1}}\)).
Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
kJ
\(Q = c\cdot m\cdot\Delta T = 4{,}19\cdot150\cdot6{,}4\,\mathrm{J} = 4022\,\mathrm{J} \approx 4{,}02\,\mathrm{kJ}\). Häufiger Fehler: das Ergebnis in J als kJ eintragen.
