Formelsammlung Physikalische Chemie/ Thermodynamik

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Inhaltsverzeichnis 1 Freie Enthalpie / Gibbs-Energie 1.1 Definition 1.2 Freie Reaktionsenthalphie 1.2.1 Standardbedingungen 1.2.2 Reaktion mit Gleichgewichtsfaktor 1.2.3 Reaktion im Gleichgewicht 1.2.4 Elektrochemie 2 ideales Gasgesetz 3 Volumenarbeit 3.1 isotherm und reversibel 3.2 isotherm und irreversibel

[Bearbeiten] Freie Enthalpie / Gibbs-Energie

• ΔG < 0: exergone Reaktion, die unter den gegebenen Bedingungen (Konzentrationen) spontan abläuft;
• ΔG = 0: Gleichgewichtssituation, keine Reaktion;
• ΔG > 0: endergone Reaktion, deren Ablauf in der angegebenen Richtung Energiezufuhr erfordern würde.

[Bearbeiten] Definition

Hinweis: Die Energie wird häufig in kJ (10³ Joule) angegeben.

[Bearbeiten] Freie Reaktionsenthalphie

[Bearbeiten] Standardbedingungen

• : Produkte - Edukte mit stöchiometrischen Faktoren
• Q nach Massenwirkungsgesetz
• R universelle Gaskonstante 8,314 J/mol K
• Temperatur T in Kelvin

[Bearbeiten] Reaktion mit Gleichgewichtsfaktor

[Bearbeiten] Reaktion im Gleichgewicht

[Bearbeiten] Elektrochemie

(z: übertragene Elektronen, F: Faradaykonstante: 96480 As/mol, ΔE: Zellspannung, Einheit: As * V = J)

[Bearbeiten] ideales Gasgesetz

pV = nRT

(p = Druck, V = Volumen, n = Molmasse, R = ideale Gaskonstante: 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹, T = Temperatur)

[Bearbeiten] Volumenarbeit

[Bearbeiten] isotherm und reversibel

(dW = Änderung der Energie, p = Druck, dV = Volumenänderung)

(W = Arbeit, n = Stoffmenge, R = ideale Gaskonstante, T = Temperatur, V₁ = Volumen zu Anfang, V₂ = Volumen zum Schluss)

[Bearbeiten] isotherm und irreversibel

(W = Arbeit, p_ex = Druck, ΔV = Volumenänderung)