Guinguette Marais Poitevin

Zustandsänderungen

Ziele:

1. Setzen Sie Zustandsänderungen mit Energieänderungen in Beziehung.

2. Vergleiche die verschiedenen Zustände der Materie in Bezug auf die potentielle und kinetische Energie

3. Beschreibe die wichtigsten Ereignisse, die entlang einer Heizkurve auftreten.

4. Interpretiere ein Phasendiagramm.

Schlüsselbegriffe:

Verdampfung Kondensation Verdampfung Gleichgewicht Dampfdruck Siedepunkt Verdampfungswärme Gefrierpunkt Schmelzwärme Sublimation Deposition Heizkurve Phasendiagramm

Hinweise: (14-4)

Materie auf der Erde existiert entweder als Flüssigkeit, Feststoff oder Gas. Mit Ausnahme von Wasser liegen die meisten Stoffe in einer einzigen Phase (flüssig, fest oder gasförmig) vor, können aber durch Hinzufügen oder Entfernen von Druck oder Temperatur in eine andere Phase überführt werden.

Energie und Phasenwechsel

Nach der kinetisch-molekularen Theorie wird die Phase eines Stoffes durch das Gleichgewicht seiner kinetischen und intermolekularen Kräfte bestimmt. Das bedeutet, dass man Materie von einer Phase in eine andere umwandeln kann, indem man einfach kinetische Energie (Wärme) hinzufügt oder entfernt. Beim Versuch, die Phasenwechsel zu verstehen, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, was bei endo- und exothermen Reaktionen passiert.

	Endothermisch – Energie wird absorbiert – Bindungen brechen auf – Produkte sind weniger geordnet
	Exothermisch – Energie wird freigesetzt – Bindungen werden gebildet – Produkte sind geordneter

(server.chem.ufl.edu/~itl/2045_s99/ lectures/FG11_024.GIF)

Zustandsänderungen:

	Flüssigkeit zu Gas – Verdampfung, durch den Prozess der Verdampfung
	fest zu Gas – Sublimation
	Flüssigkeit zu Feststoff – Gefrieren
	Gas zu Flüssigkeit – Kondensation
	Gas zu Feststoff – Ablagerung

Die Verdampfung

Die Verdampfung wird wiederum durch dieKinetisch-molekulare Theorie erklärt. Wenn die kinetische Energie der Moleküle in einer Flüssigkeit größer wird als die intermolekulare Anziehung zwischen ihnen, kommt es zur Verdampfung.

	innerhalb einer Flüssigkeit, Verdampfung findet immer zu einem gewissen Grad an der Oberfläche der Flüssigkeit statt
	Temperatur und Verdampfungsrate stehen in direktem Zusammenhang
	Flüssigkeiten mit hohen Verdampfungsraten gelten als flüchtig – in der Regel brennbar aufgrund des Vorhandenseins von organischen Stoffen und Oxiden
	Verdampfung einer Oberfläche oder Lösung durch Entfernen der Moleküle mit der höchsten kinetischen Energie
	Die meisten Lösungen in einem geschlossenen Behälter befinden sich im Flüssigkeits-Dampfgleichgewicht
	Kondensations- und Verdampfungsraten sind gleich
	Rate der Moleküle, die die Lösung verlassen, sind gleich den Molekülen, die in die Flüssigkeit eintreten
	Die Lösung befindet sich im Gleichgewichtsdampfdruck

Siedepunkt:

Der Siedepunkt einer Flüssigkeit steht in direktem Zusammenhang mit dem Dampfdruck der Flüssigkeit. Der Dampfdruck ist ein Maß für den in einer Flüssigkeit vorhandenen Dampf. Wenn der Dampfdruck gleich dem Atmosphärendruck ist, kommt es zum Sieden. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Verdampfen ein endothermer Prozess ist, da der Flüssigkeit durch das Sieden Wärme entzogen wird.

	Der Dampfdruck einer Flüssigkeit hängt direkt mit der Temperatur die auf die Flüssigkeit einwirkt
	der Siedepunkt steht in direktem Zusammenhang mit dem atmosphärischen Druck, der auf die auf die Lösung
	Der Siedepunkt tritt auf, wenn der Dampfdruck = Atmosphärendruck ist
	Die Temperatur einer Flüssigkeit bleibt konstant am Siedepunkt, bis die gesamte Flüssigkeit verdampft ist.

Gefrieren und Schmelzen:

Der Gefrier- und der Schmelzpunkt einer Flüssigkeit liegen bei der gleichen Temperatur und stellen ein Gleichgewicht zwischen der flüssigen und der festen Phase dar.

	Schmelz- und Gefrierpunkt werden durch den vom atmosphärischen Druck beeinflusst
	Schmelzen hängt von der von der Schmelzwärme ab, die wie das Sieden ein endothermer Prozess ist
	Gefrieren verbraucht die gleiche Energiemenge wie die Schmelzwärme bu ist ein exothermer Prozess

Erwärmungskurven:

((server.chem.ufl.edu/~itl/2045_s99/ lectures/FG11_024.GIF))

Die Heizkurve ist eine Darstellung der Phasen eines Stoffes im Vergleich zur Temperatur und der inneren Energie des Stoffes. Die blauen Linien stellen die verschiedenen Phasen eines Stoffes dar, während die roten Linien die Schmelz- und Verdampfungswärmen repräsentieren.

Endotherme Reaktionen laufen von links nach rechts ab, da die die Produkte in ihrer kinetischen Energie zunehmen und weniger organisiert werden

Phasendiagramme

((server.chem.ufl.edu/~itl/2045_s99/ lectures/FG11_024.GIF))

Das Phasendiagramm ist eine weitere Darstellung der inneren Energie eines Stoffes im Vergleich zu Druck und Temperatur der Umgebung.

	Temperatur und Druck stehen in umgekehrtem Verhältnis zum Prozess der Verdampfung
	Druck hat wenig Einfluss auf das Schmelzen und Gefrieren einer Substanz
	Der Tripelpunkt ist ein Punkt, an dem alle drei Phasen im Gleichgewicht sind