Temperaturabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts
Konstante, mittlere Standardreaktionsenthalpie
Im Folgenden wird gezeigt, dass für unvollständig verlaufende Reaktionen die Messung der -Abhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten die beste Methode zur Bestimmung der Standardreaktionsenthalpie ist.
Ausgangspunkt ist die van't Hoff'sche Reaktionsisobare. In der Praxis wird als konstant im untersuchten -Bereich betrachtet.
Durch Integration ergibt sich:
Bei der letzten Gleichung handelt es sich um eine Geradengleichung:
- Beispiel
Unter der Annahme, dass im Experiment die -Werte im -Intervall , bestimmt wurden, zeigt die Simulation typische Messwerte für , die gegen aufgetragen wurden.
- Hinweis
- Oft liegt das T-Intervall, wie in dem obigen Beispiel, bei Temperaturen über 298 K, da viele Reaktionen nur bei höheren Temperaturen ausreichend schnell reagieren.
Aus der Steigung kann direkt ermittelt werden:
Für das obige Beispiel bedeutet das:
Diese Auswertung hat den Nachteil, dass ein mittlerer Wert ist, der nur im Messintervall , gilt. Liegt die Standardtemperatur nicht im Messintervall (wie in der Simulation gezeigt) und soll die Standardreaktionsenthalpie bei ermittelt werden, muss mithilfe der molaren Wärmekapazitäten der Reaktanden auf den Wert bei umgerechnet werden. In diesem Fall empfiehlt sich die folgende Auswertung.