1. Stex-Frage oh je!

[Sabrina Weishaupt]

Hallo,

bin gerade (immer noch!) beim Klicken mit der von Ihren Kommentaren wirklich gut "getunten" Ratio-CD. Bei Chemie gabs ne Frage, die ich nicht beantworten konnte und immer noch nicht verstehe!

Die Frage lautete:
Für eine chemische Reaktion wurden folgende Werte berechnet:
ΔG = ? 90 kJ/mol und ΔH = ? 89 kJ/mol, Welche Aussage über diese Reaktion trifft zu?
(A) Sie ist exergonisch und exotherm.
(B) Sie ist endotherm.
(C) Sie läuft nicht freiwillig ab, da ΔS positiv ist.
(D) Die Aktivierungsenthalpie beträgt 1 kJ/mol.
(E) Keine der Aussagen A-D trifft zu.

Für eine verständliche erklärung wäre ich sehr dankbar!

Sabrina W.

[Dr. Markus Funk]

Hallo Frau Weishaupt,

vielen Dank für Ihre Frage. Gerne werde ich Ihnen die Frage und den Lösungsweg erklären.

Grundlage ist die Gibbs-Helmholtz-Gleichung, durch die der 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik verknüpft werden.

Die Gleichung lautet: ΔG = ΔH – T x ΔS

G = freie Enthalpie (Gibbs-Enthalpie)
H = Enthalpie
T = absoluter Temperatur (in Kelvin)
S = Entropie

Ist für eine chemische Reaktion ΔG negativ, so wird die Reaktion freiwillig ablaufen. Man spricht von einer exergonischen Reaktion.
Ist ΔG positiv, so wird die Reaktion nicht freiwillig ablaufen. Solche Reaktionen bezeichnet man als endergonische Reaktionen. Ist ΔG = 0, befindet sich die Reaktion im Gleichgewicht.

Eine exotherme Reaktion ist eine Reaktion unter Abgabe von Wärme, ΔH ist negativ.
Endotherme Reaktionen benötigen Zufuhr von Wärme, ΔH hat ein positives Vorzeichen.


Nun zu der Aufgabe:
(A) Sie ist exergonisch und exotherm: Das stimmt, denn ΔG ist negativ und ΔH ist negativ.

(B) Sie ist endotherm: Nein, denn dann müsste ja ΔH ein positives Vorzeichen haben.

(C) Sie läuft nicht freiwillig ab, da ΔS positiv ist: Ob eine Reaktion freiwillig abläuft oder nicht, lässt sich nur anhand des Wertes für ΔG beurteilen.

(D) Die Aktivierungsenthalpie beträgt 1 kJ/mol: Nein. Aktivierungsenthalpie ist die Differenz zwischen der Enthalpie im Übergangszustand und der Summe der Enthalpien der Reaktanten im Grundzustand.

(E) Keine der Aussagen A-D trifft zu: Nein, da ja (A) zutrifft.

Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit weiterhelfen. Falls noch etwas unklar sein sollte, können Sie gerne nochmals eine Frage einstellen.

Viele Grüße

Markus Funk