Freut mich, dass die Messreihe so gut ankommt.
Bezgl des BB-Codes:
[Abbr] werde ich dann regelmäßig missbrauchen, die derzeitige Tabellensituation ist in Ordnung und mit den Textblöcken werde ich mich wohl abfinden müssen. Obwohl man hier
[quote] und
[code] missbrauchen könnte.
[Html] ist laut Spezifikation für Normalnutzer verboten, was hinsichtlich der Seitensicherheit auch Sinn macht:
[html]<br />[/html]
Parses HTML code. (Only Admins can use this)
Perfektionismus würde ich das Ganze allerdings nicht nennen, viel eher Lesbarkeitsoptimierung
. Ich schreibe ja, damit es andere lesen und nicht nur einfach für die Festplatte. Wenn die ( zugegebenermaßen recht trockenen ) Messdaten nicht ausreichend aufgearbeitet sind, wird sich verständlicherweise kaum einer es sich antun wollen sie anzuschauen.
Die Wiederholung der Messreihe ist fertig ( Beginn bei 7-8 °C, da nicht genug freier Platz zum Tiefkühlen vorhanden ).
Parameter:Zwei gleichartige 500ml Rundkolben mit Reduzierstück und in Flüssigkeit einhängendem Thermometer wurden mit 550ml Wasser ( 552g ) und 550ml DanKlorix ( 617g ) gefüllt, und mit Rührfisch versehen.
Beide wurden gleich intensiv gerührt und unter gleichen Bedingungen stehen gelassen, während immer wieder die Temperatur gemessen wurde.
Datentabelle:Zeit ( min ) | Wasser-Temp. ( °C ) | DanKlorix-Temp. ( °C ) | Verschoben – DanKlorix-Temp. ( °C ) | Raumtemperatur ( °C ) | Δ Wasser-Temp. ( °C ) | Δ DanKlorix-Temp. ( °C ) | Temp-Diff – (Wasser : Raum) |
0 | 8 | 7 | 8 | 22,2 | / | / | 14,2 |
5 | 9 | 8 | 8,75 | 22,2 | 1 | 1 | 13,2 |
10 | 9,5 | 8,75 | 9,5 | 22,1 | 0,5 | 0,75 | 12,6 |
15 | 10,2 | 9,5 | 10,1 | 22 | 0,7 | 0,75 | 11,8 |
20 | 10,9 | 10,1 | 10,9 | 22 | 0,7 | 0,6 | 11,1 |
25 | 11,25 | 10,9 | 11,4 | 21,9 | 0,35 | 0,8 | 10,65 |
30 | 12 | 11,4 | 12 | 21 | 0,75 | 0,5 | 9 |
35 | 12,4 | 12 | 12,75 | 21,8 | 0,4 | 0,6 | 9,4 |
40 | 13 | 12,75 | 13,25 | 21,8 | 0,6 | 0,75 | 8,8 |
45 | 13,25 | 13,25 | 13,9 | 21,8 | 0,25 | 0,5 | 8,55 |
50 | 13,75 | 13,9 | 14,25 | 21,8 | 0,5 | 0,65 | 8,05 |
55 | 14 | 14,25 | 14,8 | 21,8 | 0,25 | 0,35 | 7,8 |
60 | 14,2 | 14,8 | 15,25 | 21,8 | 0,2 | 0,55 | 7,6 |
65 | 14,76 | 15,25 | 15,75 | 21,8 | 0,56 | 0,45 | 7,04 |
70 | 15 | 15,75 | 16 | 21,8 | 0,24 | 0,5 | 6,8 |
75 | 15,25 | 16 | 16,5 | 21,8 | 0,25 | 0,25 | 6,55 |
80 | 15,5 | 16,5 | 17 | 21,9 | 0,25 | 0,5 | 6,4 |
85 | 16 | 17 | 17,2 | 21,9 | 0,5 | 0,5 | 5,9 |
90 | 16,15 | 17,2 | 17,75 | 21,9 | 0,15 | 0,2 | 5,75 |
95 | 16,4 | 17,75 | 18 | 22 | 0,25 | 0,55 | 5,6 |
100 | 16,75 | 18 | 18,6 | 22 | 0,35 | 0,25 | 5,25 |
110 | 17,1 | 18,6 | 19,25 | 22 | 0,35 | 0,6 | 4,9 |
120 | 17,75 | 19,25 | 20 | 22 | 0,65 | 0,65 | 4,25 |
130 | 18,2 | 20 | / | 22 | 0,45 | 0,75 | 3,8 |
Diagramm:Da das Wasser und das DanKlorix nicht die gleiche Starttemperatur hatten, enthält das Diagramm zusätzlich den um einen Messwert verschobenen Graphen:
wArmekapazitAt_versuch2.png (53.76 KB . 1343x554 - angeschaut 1428 Mal)Berechnung:Annahme: 1g Wasser braucht 4,18 J um 1°C erwärmt zu werden
Anmerkung: Wasser wird mit "W" und DanKlorix mit "DK" abgekürzt.
Berechnungstabelle:
Start (min) | W-Temp. (°C) | DK-Temp. (°C) | Ende (min) | W-Temp. (°C) | DK-Temp. (°C) | Δ Zeit (min) | Δ W-Temp. (°C) | Δ DKl-Temp. (°C) | Aus Wasser result. Geamtenergie (J) | J/ml DK | J/g DK | J/°C-Erwärmung bei 1ml DK | J/°C-Erwärmung bei 1g DK |
0 | 8 | 7 | 5 | 9 | 8 | 5 | 1 | 1 | 2299,00 | 4,18 | 3,73 | 4,18 | 3,73 |
0 | 8 | 7 | 10 | 9,5 | 8,75 | 10 | 1,5 | 1,75 | 3448,50 | 6,27 | 5,59 | 3,58 | 3,19 |
0 | 8 | 7 | 15 | 10,2 | 9,5 | 15 | 2,2 | 2,5 | 5057,80 | 9,20 | 8,20 | 3,68 | 3,28 |
0 | 8 | 7 | 20 | 10,9 | 10,1 | 20 | 2,9 | 3,1 | 6667,10 | 12,12 | 10,81 | 3,91 | 3,49 |
0 | 8 | 7 | 25 | 11,25 | 10,9 | 25 | 3,25 | 3,9 | 7471,75 | 13,59 | 12,11 | 3,48 | 3,11 |
0 | 8 | 7 | 30 | 12 | 11,4 | 30 | 4 | 4,4 | 9196,00 | 16,72 | 14,90 | 3,80 | 3,39 |
0 | 8 | 7 | 35 | 12,4 | 12 | 35 | 4,4 | 5 | 10115,60 | 18,39 | 16,39 | 3,68 | 3,28 |
0 | 8 | 7 | 40 | 13 | 12,75 | 40 | 5 | 5,75 | 11495,00 | 20,90 | 18,63 | 3,63 | 3,24 |
0 | 8 | 7 | 45 | 13,25 | 13,25 | 45 | 5,25 | 6,25 | 12069,75 | 21,95 | 19,56 | 3,51 | 3,13 |
0 | 8 | 7 | 50 | 13,75 | 13,9 | 50 | 5,75 | 6,9 | 13219,25 | 24,04 | 21,43 | 3,48 | 3,11 |
0 | 8 | 7 | 55 | 14 | 14,25 | 55 | 6 | 7,25 | 13794,00 | 25,08 | 22,36 | 3,46 | 3,08 |
0 | 8 | 7 | 60 | 14,2 | 14,8 | 60 | 6,2 | 7,8 | 14253,80 | 25,92 | 23,10 | 3,32 | 2,96 |
| | | | | | | | | | | | | |
10 | 9,5 | 8,75 | 15 | 10,2 | 9,5 | 5 | 0,7 | 0,75 | 1609,30 | 2,93 | 2,61 | 3,90 | 3,48 |
10 | 9,5 | 8,75 | 20 | 10,9 | 10,1 | 10 | 1,4 | 1,35 | 3218,60 | 5,85 | 5,22 | 4,33 | 3,86 |
10 | 9,5 | 8,75 | 25 | 11,25 | 10,9 | 5 | 0,7 | 0,75 | 1609,30 | 2,93 | 2,61 | 3,90 | 3,48 |
10 | 9,5 | 8,75 | 30 | 12 | 11,4 | 10 | 1,4 | 1,35 | 3218,60 | 5,85 | 5,22 | 4,33 | 3,86 |
10 | 9,5 | 8,75 | 35 | 12,4 | 12 | 15 | 1,75 | 2,15 | 4023,25 | 7,32 | 6,52 | 3,40 | 3,03 |
10 | 9,5 | 8,75 | 40 | 13 | 12,75 | 20 | 2,5 | 2,65 | 5747,50 | 10,45 | 9,32 | 3,94 | 3,52 |
10 | 9,5 | 8,75 | 45 | 13,25 | 13,25 | 25 | 2,9 | 3,25 | 6667,10 | 12,12 | 10,81 | 3,73 | 3,32 |
10 | 9,5 | 8,75 | 50 | 13,75 | 13,9 | 30 | 3,5 | 4 | 8046,50 | 14,63 | 13,04 | 3,66 | 3,26 |
10 | 9,5 | 8,75 | 55 | 14 | 14,25 | 35 | 3,75 | 4,5 | 8621,25 | 15,68 | 13,97 | 3,48 | 3,11 |
10 | 9,5 | 8,75 | 60 | 14,2 | 14,8 | 40 | 4,25 | 5,15 | 9770,75 | 17,77 | 15,84 | 3,45 | 3,07 |
| | | | | | | | | | | | | |
30 | 12 | 11,4 | 35 | 12,4 | 12 | 25 | 2 | 2,85 | 4598,00 | 8,36 | 7,45 | 2,93 | 2,61 |
30 | 12 | 11,4 | 40 | 13 | 12,75 | 30 | 2,2 | 3,4 | 5057,80 | 9,20 | 8,20 | 2,70 | 2,41 |
30 | 12 | 11,4 | 45 | 13,25 | 13,25 | 15 | 1,25 | 1,85 | 2873,75 | 5,23 | 4,66 | 2,82 | 2,52 |
30 | 12 | 11,4 | 50 | 13,75 | 13,9 | 20 | 1,75 | 2,5 | 4023,25 | 7,32 | 6,52 | 2,93 | 2,61 |
30 | 12 | 11,4 | 55 | 14 | 14,25 | 25 | 2 | 2,85 | 4598,00 | 8,36 | 7,45 | 2,93 | 2,61 |
30 | 12 | 11,4 | 60 | 14,2 | 14,8 | 30 | 2,2 | 3,4 | 5057,80 | 9,20 | 8,20 | 2,70 | 2,41 |
| | | | | | | | | | | | | |
0 | 8 | 7 | 120 | 17,75 | 19,25 | 120 | 9,75 | 12,25 | 22415,25 | 40,76 | 36,33 | 3,33 | 2,97 |
30 | 12 | 11,4 | 120 | 17,75 | 19,25 | 90 | 5,75 | 7,85 | 13219,25 | 24,04 | 21,43 | 3,06 | 2,73 |
60 | 14,2 | 14,8 | 120 | 17,75 | 19,25 | 60 | 3,55 | 4,45 | 8161,45 | 14,84 | 13,23 | 3,33 | 2,97 |
90 | 16,15 | 17,2 | 120 | 17,75 | 19,25 | 30 | 1,6 | 2,05 | 3678,40 | 6,69 | 5,96 | 3,26 | 2,91 |
Deutung:Da auf das Wasser und das DanKlorix die gleiche Erwärmung wirkt und das DanKlorix sich schneller erwärmt ( und zusätzlich eine höhere Masse hat ), muss es entgegen bisheriger Abschätzungen eine
geringere Wärmekapazität haben. Die letzten 4 Werte der Berechnungstabelle sind wahrscheinlich aufgrund der Intervalgröße die aussagekräftigsten, sodass ich nun von einer Wärmekapazität von 2,9 J pro °C Erwärmung von 1g ausgehen würde.
Man kann sehen, wie stark sich Messfehler auf die Aussagekraft auswirken können. Ich hoffe dass diese Messung jetzt annehmbar war.
Grobe Abschätzung bezüglich der Reaktionsenergie mit dem neuen Wert für die Wärmekapazität:
Wenn wir nun annehmen, dass...
- 1g DanKlorix 2,9J braucht um 1°C erwärmt zu werden
- Der Aceton- und Nebenproduktanteil in der Lösung sich der Einfachkeit halber nicht darauf auswirkt ( 2,21J für Aceton, siehe hier
- Wir ( sicherheitshalber höher angesetzt ) eine Wärmezufuhr <2,5J/min haben
...dann können wir bei Testreihe 7.3.1 folgende Berechnung anstellen:
Innerhalb von 200 Sekunden ( Abschnitt 20s-220s ) steigt die Temperatur von 3°C auf die ungefähre Endtemperatur von 19°C ( Die ersten 20s werden ignoriert, da Aceton auf Raumtemperatur hinzugegeben wird ).
16°C in 200s ( In dieser Zeit erwärmt die Umgebung die Mischung um ~8,33J
2,87°C)
Das heißt, die Reaktionswärme beträgt 13,12°C Erwärmung, was bei der oben genannten Wärmekapazität 38,07 J pro Gramm ist.
Das rechnen wir auf die 1500ml DanKlorix + 50ml Aceton hoch ( Bei Dichte von 1,09g/cm
3 = 1635g + 39,5g der 50ml Aceton = 1674,5g): 1674,5g * 38,07 J/g = 63748,215 J ~=
63,748 kJ Reaktionswärme
Wenn wir mit einer geringen Wärmezufuhr von 1J/min rechnen:
16°C in 200s ( In dieser Zeit erwärmt die Umgebung die Mischung um ~3,33J
1,15°C)
Das heißt, die Reaktionswärme beträgt 14,85°C Erwärmung, was bei der oben genannten Wärmekapazität 43,07 J pro Gramm ist.
Bedeutet bei 1500ml: 1674,5g * 70,288 J/g = 72120,715 J ~=
72,120 kJ Reaktionswärme
Wenn wir zwecks Maximalabschätzung von 13,75ml Chloroformausbeute ( also 100% rein ) ausgehen, so hätten wir 20,35g Chloroform ~= 0,17 mol
Bei 100% Reinheit des RohChloroform: 374989,5 J ~=
375 kJ / mol Chloroform
Bei 50% Reinheit des RohChloroform: 749979 J ~=
750 kJ / mol Chloroform
Wenn wir mit der Reaktionswärme der geringen Wärmezufuhr von 1J/min ( siehe oben ) rechnen:
Bei 100% Reinheit des RohChloroform: 424239,5 J ~=
424,2 kJ / mol Chloroform
Bei 50% Reinheit des RohChloroform: ~=
848,5 kJ / mol Chloroform
Anmerkung: Erinnern wir uns, dass die ersten 20s ignoriert werden, dafür allerdings von einer hohen Umgebungstemperatur ausgegangen wird.
Versuchter Vergleich mit den Theoriewerten ( Genutzt wurden
diese Tabellen ):
Bindung | Energie ( kJ/mol ) |
C-Cl | 327 |
C-H | 416 |
C-O | 358 |
C=O | 708 |
C-C | 345 |
O-H | 463 |
O-Cl | 206 |
Na-O (?) | Berechnet aus NaOH, da O-H bekannt ~= 266kJ/mol (? Vermutlich ungenau ?) |
Bildungsenthalpien:Aceton
= 6 * C-H + 1 * C=O + 2 * C-C
= (6 * 416) + 708 + (2 * 345)
= 3894 kJ / mol
Chloroform
= 3 * C-Cl + 1 * C-H
= (3 * 327) + 416
= 1397 kJ/mol
NaOH(s)
=
729 kJ/molNaOCl
= 1 * O-Cl + 1 * Na-O (?) = 206 + 266 (?)
= 472 kJ/mol (?)
Natriumacetat
= 3 * C-H + 1 * C-C + 1 * C=O + 1 * C-O + 1 * Na-O
= (3 * 416) + 345 + 708 + 358 + 266(?)
= 2659 + 266(?)
= 2925 kJ/mol (?)
Reaktionsgleichung:CH3COCH3 + 3NaOCl | | CHCl3 + CH3COONa + 2NaOH |
(1 * 3894) + (3 * 472) | | (1 * 1397) + (1 * 2925) + (2 * 729) |
5310 kJ | | 5780 kJ (? Endotherm ?) |
Zusammenfassung:Irgendwas stimmt hier ganz und gar nicht, da nach dieser Berechnung eine endotherme Reaktion vorliegen würde. Ich vermute, dass die Bildungsenthalpie von Natriumhypochlorit und Natriumacetat komplett falsch sind oder die ignorierte Lösungsenthalpie eine wichtige Rolle spielt. Hat da jemand eine Idee, woran es hängen könnte?