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Gibbs - Helmholtz - Gleichung und Entropie
Das Wichtigste aus dem Video
Transkriptautomatisch erstellt · 43 Zeilen
- Moin Leute, kennt ihr das? Ihr schaut in euer Zimmer und obwohl ihr da letzt aufgeräumt habt, sieht es aus wie in
- meinem Messi. Überall fahren Klamotten und leere Flaschen rum, halt voll die Unnung und dann muss man wieder ewig
- aufräumen. Was in der Chemie die Unnung ist und was sie mit Reaktion zu tun hat, das kommt jetzt.
- So als Chemika steht man ja oftmals vor dem Problem, dass man keine Ahnung hat, wann eine Reaktion spontan abläuft und
- bei welcher Temperatur das nicht mehr geht. Problem ist, bei jeder Temperatur ausprobieren ist auch irgendwie dumm,
- aber zum Glück kann man den Spaß auch berechnen. Vom Prinzip wissen wir, Reaktionen laufen von alleine ab, wenn
- Energie frei wird. Also, wenn wir bei der Reaktion von einem energetisch höheren in einem energetisch tiefer
- liegenden Zustand landen. Ähnlich ist es auch mit einem Ball an einem Berg. Der rollt dann auch nicht nach oben, sondern
- nach unten. Da ist die Energie niedriger und wird eben frei in Form von Bewegung. Wenn man jetzt aber nur die Enhalpie von
- Reaktionen betrachtet, ist das seltsam. Bei exothermen Reaktionen passt doch alles. Die geben Wärme ab, wunderbar.
- Aber Endotherme Reaktionen laufen ab und verbrauchen Wärme. Das ist ja dann aber so, als würde der Ball am Berg nach oben
- rollen. Also ziemlich strange. Also, die Enthalpie alleine zu betrachten führt zu totaler Verwirrung. Deshalb wurde eine
- neue Größe betrachtet, die Entropie. Die steht eben für das Maß der Unordnung. Als Beispiel schön aufgeräumtes Zimmer
- hat eine geringe Unordnung, deshalb auch eine niedrige Entropie. Janszimmer dagegen hat eine hoheentropie und eben
- bei den spontanen enden Reaktionen oder auch Vorgängen, bei denen keine Wärmefrei wird, wird die Entropie immer
- größer und das kann eine Reaktion auch antreiben. Z.B. wenn ihr sowas simples macht, wie ein bisschen Brom in einen
- Standzylinder kippen. Am Anfang ist das Brom am Boden flüssig und damit gut geordnet. Wenn ihr aber wartet, verteilt
- es sich als Gas im ganzen Zylinder. Durch die Durchmischung erhalten wir eine viel höhere Unordnung in unserem
- System. Wichtig ist auch noch, die Unordnung von Stoffen ändert sich mit der Temperatur beim absoluten Nullpunkt,
- also 0 Kelvin oder etwa -273°C liegen die Stoffe als Feststoffe vor. Hier haben sie eine sehr hohe Ordnung
- und damit eine Entropie von null. Wenn die Stoffe jetzt erwärmt werden, nimmt die Unordnung ständig zu. Der flüssige
- und gaswörmige Zustand sind schon viel unordentlicher als der Feststoff. So, aber wie finden wir jetzt die
- Entropieänderung während einer Reaktion raus? Ähnlich wie bei der Enhalpie kann auch die Reaktionsentropie Delta SR
- berechnet werden. Für die einzelnen Stoffe gibt es eben auch hier Tabellen, wie viel Entropie sie haben. Und die
- Enhalpie einer Reaktion lässt sich dann berechnen als die Summe der Entropie der Produkte minus die Summe der Entropie
- der Edukte. Und der berechnete Wert Delta SR hat dann die Einheit Joule pro Kelvin und Mol. Das steht aber auch in
- den Tabellen dabei. Und weil die Reaktionsentropie und die Reaktionsenthalpie
- alleine nicht viel aussagen, brauchen wir jetzt eine Gleichung, die beide verknüppt, damit wir sehen können, ob
- eine Entropieänderung ausreicht, eine sonst Endotherreaktion anzutreiben. Und dafür gibt es die Gips
- Helmholzgleichung. Hiermit wird aus Reaktionsenthalpi Delta HR und Reaktionsentropie Delta SR
- zusammen mit der Temperatur eine neue Größe berechnet. die freie Reaktionsenthalpie Delta GR und zwar
- folgendermaßen: Delta Gr = Delta HR - T* Delta SR, also eben Reaktionsenthalpieus die Temperatur mal die
- Reaktionsentropie, wobei die Temperatur in Kelvin angegeben sein muss. Und der Wert der freien
- Enhalpie Delta Gr sagt euch jetzt aus, ob eine Reaktion freiwillig ablaufen kann. Wenn der Wert kleiner als null
- ist, dann läuft die Reaktion freiwillig ab und kann spontan ablaufen. Dann heißt die Reaktion auch hexagonisch. Also
- insgesamt wird Energie frei. Wenn der Wert größer als null ist, dann kann die Reaktion nur ablaufen, wenn ständig
- Energie zugeführt wird. Sie läuft also nicht freiwillig oder spontan ab. Die Reaktion heißt dann Endde aggonisch.
- kann man sich merken, weil hier ist schnell Ende und es reagiert nicht weiter. Die Entropie ist also der Grund,
- warum eine endotherme Reaktion insgesamt hexagonisch sein und spontan ablaufen kann. Wenn euch die Reaktion Enthpie und
- die Berechnung dazu noch mal genauer interessiert, dann schaut in das Video hier rein. Ansonsten habt ihr jetzt eine
- ziemlich gute Ausrede, wenn mal jemand sagt, euer Zimmer ist unordentlich, weil Systeme wollen immer möglichst große
- Unnung, ist energetisch günstiger. Wie sieht's bei euch aus? Eher alles ordentlich? Dann eine #ordnung muss sein
- in die Comments oder eher schön gemütliche Unordnung. Dann postet #meister Chaos.