Welche Ionen liegen im Aluminiumoxid vor und in welchem Verhältnis?

Question

Welche Ionen liegen im Aluminiumoxid vor und in welchem Verhältnis?

Antwort

Verwandte Fragen

Berechne mit der Gibbs-Helmholtz-Gleichung die Temperatur, ab der die Umwandlung von Al(OH)3 zu Al2O3 und H2O freiwillig abläuft.

Wie lauten die Bildungsenthalpien von Aluminiumhydroxid, gasförmigem Wasser und Aluminiumoxid?

Was ist der Ionenradius?

Accepted Answer

Beim Aluminiumoxid (Al₂O₃) liegen Aluminiumionen (Al³⁺) und Oxidionen (O²⁻) vor. Das Verhältnis der Ionen ist 2:3, da zwei Aluminiumionen mit drei Oxidionen kombiniert werden, um die neutrale Verbindung Aluminiumoxid zu bilden.

Accepted Answer

Um die Temperatur zu berechnen, ab der die Reaktion \[ 2 \mathrm{Al(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3} + 3 \mathrm{H_2O} \] freiwillig (also spontan) abläuft, nutzt man die Gibbs-Helmholtz-Gle... [mehr]

Accepted Answer

Um die Temperatur zu berechnen, ab der die Reaktion \[ 2 \mathrm{Al(OH)_3} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3} + 3 \mathrm{H_2O} \] freiwillig (also spontan) abläuft, nutzt man die Gibbs-Helmholtz-Gleichung: \[ \Delta G = \Delta H - T \Delta S \] Die Reaktion läuft freiwillig ab, wenn \(\Delta G < 0\). Der kritische Punkt ist, wenn \(\Delta G = 0\): \[ 0 = \Delta H - T \Delta S \implies T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \] **1. Standardbildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) und Standardentropien (\(S^\circ\)) nachschlagen:** | Verbindung | \(\Delta H_f^\circ\) [kJ/mol] | \(S^\circ\) [J/(mol·K)] | |--------------------|-------------------------------|-------------------------| | Al(OH)\(_3\) (s) | -1276 | 65 | | Al\(_2\)O\(_3\) (s)| -1676 | 51 | | H\(_2\)O (g) | -242 | 189 | **2. Reaktionsenthalpie (\(\Delta H\)) berechnen:** \[ \Delta H = [\Delta H_f^\circ(\mathrm{Al_2O_3}) + 3 \cdot \Delta H_f^\circ(\mathrm{H_2O})] - [2 \cdot \Delta H_f^\circ(\mathrm{Al(OH)_3})] \] \[ = [-1676 + 3 \cdot (-242)] - [2 \cdot (-1276)] \] \[ = [-1676 - 726] - [-2552] \] \[ = -2402 + 2552 = +150\, \text{kJ} \] **3. Reaktionsentropie (\(\Delta S\)) berechnen:** \[ \Delta S = [S^\circ(\mathrm{Al_2O_3}) + 3 \cdot S^\circ(\mathrm{H_2O})] - [2 \cdot S^\circ(\mathrm{Al(OH)_3})] \] \[ = [51 + 3 \cdot 189] - [2 \cdot 65] \] \[ = [51 + 567] - 130 \] \[ = 618 - 130 = 488\, \text{J/K} \] **4. Temperatur berechnen:** \[ T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \] Achte auf die Einheiten: \(\Delta H = 150\,000\, \text{J}\), \(\Delta S = 488\, \text{J/K}\): \[ T = \frac{150\,000}{488} \approx 307\, \text{K} \] **Antwort:** Die Umwandlung von Al(OH)\(_3\) in Al\(_2\)O\(_3\) und H\(_2\)O läuft ab etwa **307 K** (ca. 34 °C) freiwillig ab. **Hinweis:** Die Werte können je nach Quelle leicht variieren. Für eine präzise Berechnung sollten die exakten Werte aus einer zuverlässigen Datenbank verwendet werden.

Accepted Answer

Hier sind die Standard-Bildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) der gewünschten Verbindungen bei 25 °C (298 K): 1. **Aluminiumhydroxid (\(\mathrm{Al(OH)_3}\), fest):** \(\Delta H_f^\ci... [mehr]

Accepted Answer

Hier sind die Standard-Bildungsenthalpien (\(\Delta H_f^\circ\)) der gewünschten Verbindungen bei 25 °C (298 K): 1. **Aluminiumhydroxid (\(\mathrm{Al(OH)_3}\), fest):** \(\Delta H_f^\circ = -1276\,\mathrm{kJ/mol}\) 2. **Wasser (gasförmig, \(\mathrm{H_2O(g)}\)):** \(\Delta H_f^\circ = -241,8\,\mathrm{kJ/mol}\) 3. **Aluminiumoxid (\(\mathrm{Al_2O_3}\), fest):** \(\Delta H_f^\circ = -1675,7\,\mathrm{kJ/mol}\) **Quellen:** - [WebElements: Aluminium hydroxide](https://www.webelements.com/compounds/aluminium/aluminium_hydroxide.html) - [WebElements: Aluminium oxide](https://www.webelements.com/compounds/aluminium/aluminium_oxide.html) - [WebElements: Water](https://www.webelements.com/compounds/oxygen/water.html) Alle Werte beziehen sich auf die Standardbedingungen (25 °C, 1 bar).

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Der Ionenradius ist ein Maß für die Größe eines Ions, das entsteht, wenn ein Atom Elektronen gewinnt oder verliert. Er beschreibt den Abstand vom Atomkern bis zur äuße... [mehr]

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Der Ionenradius ist ein Maß für die Größe eines Ions, das entsteht, wenn ein Atom Elektronen gewinnt oder verliert. Er beschreibt den Abstand vom Atomkern bis zur äußersten Elektronenschale des Ions. Der Ionenradius kann je nach Ionentyp variieren: Kationen (positiv geladene Ionen) sind in der Regel kleiner als ihre neutralen Atome, da sie Elektronen verlieren und somit die Elektronenschalen näher an den Kern rücken. Anionen (negativ geladene Ionen) hingegen sind größer, da sie Elektronen aufnehmen und die Elektronenschalen sich weiter vom Kern entfernen. Der Ionenradius ist wichtig für das Verständnis von chemischen Bindungen, der Struktur von Kristallen und der Eigenschaften von Materialien.