Warum wird Calciumcarbonat mit Wasser kälter?

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Warum wird Calciumcarbonat mit Wasser kälter?

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Was passiert mit einem Polyurethanschlauch bei Erwärmung auf 150 Grad Celsius?

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

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Aufbau des Moleküls 2H2 + O2 -> 2H2O und Valenzstrichformel mit Elektronenpaaren

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Calciumcarbonat (CaCO₃) wird in Wasser nicht direkt kälter, sondern es findet eine endotherme Reaktion statt, wenn es sich in Wasser löst. Bei einer endothermen Reaktion wird Wärme aus der Umgebung aufgenommen, was zu einem Temperaturabfall führt. Wenn Calciumcarbonat in Wasser gelöst wird, zerfällt es in Calciumionen (Ca²⁺) und Carbonationen (CO₃²⁻). Dieser Prozess benötigt Energie, die aus der Umgebung, also dem Wasser, entzogen wird. Dadurch fühlt sich die Lösung kälter an. Zusammengefasst: Die Temperatur sinkt, weil die Lösung von Calciumcarbonat in Wasser Wärme aus der Umgebung aufnimmt.

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Die Siedeeigenschaft und die Siedetemperatur sind wichtige Konzepte in der Thermodynamik und Chemie. Hier sind die wichtigsten Punkte: 1. **Siedetemperatur**: Dies ist die Temperatur, bei der der Dam... [mehr]

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Die Siedeeigenschaft und die Siedetemperatur sind wichtige Konzepte in der Thermodynamik und Chemie. Hier sind die wichtigsten Punkte: 1. **Siedetemperatur**: Dies ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck einer Flüssigkeit gleich dem Umgebungsdruck ist. Bei dieser Temperatur beginnt die Flüssigkeit zu sieden und geht in den gasförmigen Zustand über. 2. **Einfluss des Drucks**: Die Siedetemperatur einer Flüssigkeit hängt stark vom Umgebungsdruck ab. Bei höherem Druck steigt die Siedetemperatur, während sie bei niedrigerem Druck sinkt. Zum Beispiel siedet Wasser bei 100 °C unter Normaldruck (1 atm), aber bei höherem Druck, wie in einem Schnellkochtopf, kann es bei höheren Temperaturen sieden. 3. **Reine Substanzen vs. Mischungen**: Reine Substanzen haben eine definierte Siedetemperatur, während Mischungen (z.B. Lösungen) einen Siedepunkt haben, der von den Komponenten und deren Konzentrationen abhängt. Dies kann zu einem Siedepunktserhöhungseffekt führen. 4. **Siedeverhalten**: Beim Sieden bilden sich Dampfblasen in der Flüssigkeit, die an die Oberfläche steigen. Dies geschieht, wenn die Moleküle genügend Energie haben, um die intermolekularen Kräfte zu überwinden. 5. **Anwendungen**: Die Siedetemperatur ist wichtig in vielen industriellen Prozessen, wie der Destillation, wo verschiedene Komponenten aufgrund ihrer unterschiedlichen Siedetemperaturen getrennt werden. 6. **Temperaturabhängigkeit**: Die Siedetemperatur kann auch von der chemischen Struktur der Substanz abhängen. Zum Beispiel haben polare Moleküle oft höhere Siedetemperaturen als unpolare Moleküle aufgrund stärkerer intermolekularer Kräfte. Diese Punkte bieten einen Überblick über die Siedeeigenschaft und die Siedetemperatur und deren Bedeutung in der Chemie und Technik.

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Ein Polyurethanschlauch ist in der Regel für Temperaturen bis etwa 60–80 °C (manche Spezialtypen bis ca. 100 °C) ausgelegt. Wird er auf 150 °C erhitzt, treten folgende Verä... [mehr]

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Ein Polyurethanschlauch ist in der Regel für Temperaturen bis etwa 60–80 °C (manche Spezialtypen bis ca. 100 °C) ausgelegt. Wird er auf 150 °C erhitzt, treten folgende Veränderungen auf: 1. **Weichwerden und Verformung:** Polyurethan beginnt bei Temperaturen über seiner maximalen Einsatztemperatur stark zu erweichen. Der Schlauch verliert seine Formstabilität, kann sich verziehen oder zusammenfallen. 2. **Thermische Zersetzung:** Ab etwa 150 °C beginnt Polyurethan zu zersetzen. Es entstehen dabei Gase und Zersetzungsprodukte, die unangenehm riechen und gesundheitsschädlich sein können. 3. **Verlust der mechanischen Eigenschaften:** Der Schlauch wird spröde, rissig oder klebrig und verliert seine Flexibilität und Festigkeit. 4. **Verfärbung:** Es kann zu einer deutlichen Verfärbung (Vergilbung oder Bräunung) kommen. **Fazit:** Ein Polyurethanschlauch ist für 150 °C nicht geeignet. Er wird bei dieser Temperatur dauerhaft beschädigt und unbrauchbar. Für Anwendungen in diesem Temperaturbereich sollten hitzebeständigere Materialien wie Silikon oder PTFE verwendet werden.

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Der Begriff „wassrtmoliükl“ scheint ein Tippfehler zu sein. Vermutlich meinst du „Wassermolekül“. Ein Wassermolekül ist die kleinste Einheit von Wasser und beste... [mehr]

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Der Begriff „wassrtmoliükl“ scheint ein Tippfehler zu sein. Vermutlich meinst du „Wassermolekül“. Ein Wassermolekül ist die kleinste Einheit von Wasser und besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O). Die chemische Formel dafür ist H₂O. Die Atome sind so miteinander verbunden, dass das Molekül eine gewinkelte Struktur hat. Diese besondere Struktur ist unter anderem dafür verantwortlich, dass Wasser viele einzigartige Eigenschaften besitzt, wie zum Beispiel seine hohe Oberflächenspannung und seine Fähigkeit, viele Stoffe zu lösen.

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Die Oxonium-Konzentration (H₃O⁺-Ionen) in reinem Wasser bei 25 °C beträgt 1 × 10⁻⁷ mol/l (Molar). Das entspricht dem neutralen pH-Wert von 7, da pH = –log[H₃O⁺]. In Lösunge... [mehr]

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Die Oxonium-Konzentration (H₃O⁺-Ionen) in reinem Wasser bei 25 °C beträgt 1 × 10⁻⁷ mol/l (Molar). Das entspricht dem neutralen pH-Wert von 7, da pH = –log[H₃O⁺]. In Lösungen mit Säuren oder Basen verändert sich die Oxonium-Konzentration entsprechend. Bei Zugabe einer Säure steigt sie, bei Zugabe einer Base sinkt sie. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Oxoniumion](https://de.wikipedia.org/wiki/Oxoniumion).

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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]

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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.

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Die Menge an Phenolphthalein, die benötigt wird, um 1 Liter Wasser rot zu färben, hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Konzentration der Phenolphthalein-Lösung** (üblich sind... [mehr]

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Die Menge an Phenolphthalein, die benötigt wird, um 1 Liter Wasser rot zu färben, hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Konzentration der Phenolphthalein-Lösung** (üblich sind 1%ige oder 0,1%ige Lösungen in Ethanol) 2. **pH-Wert des Wassers**: Phenolphthalein ist ein pH-Indikator und färbt sich erst ab einem pH-Wert von etwa 8,2 rosa bis rot (bei pH > 10 kräftig rot). In neutralem oder saurem Wasser bleibt die Lösung farblos. **Beispielrechnung:** - Bei einer 1%igen Phenolphthalein-Lösung (1 g Phenolphthalein in 100 ml Ethanol) reichen in der Regel **1–2 ml** auf 1 Liter Wasser aus, um bei alkalischem pH-Wert (z. B. durch Zugabe von Natronlauge) eine deutliche Rotfärbung zu erzielen. **Wichtig:** - In **neutralem oder saurem Wasser** bleibt Phenolphthalein farblos, egal wie viel du zugibst. - Die Rotfärbung tritt **nur bei alkalischem pH** auf. **Fazit:** Um 1 Liter Wasser rot zu färben, benötigst du etwa **1–2 ml einer 1%igen Phenolphthalein-Lösung**, vorausgesetzt, das Wasser ist ausreichend alkalisch (pH > 10). Weitere Infos zu Phenolphthalein findest du z. B. bei [Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Phenolphthalein).

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Kalkwasser wird trüb, wenn Kohlenstoffdioxid (CO₂) hineingelangt. Das liegt daran, dass sich im Kalkwasser Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) befindet. Trifft CO₂ darauf, reagiert es zu Calciumcarbonat (C... [mehr]

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Kalkwasser wird trüb, wenn Kohlenstoffdioxid (CO₂) hineingelangt. Das liegt daran, dass sich im Kalkwasser Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) befindet. Trifft CO₂ darauf, reagiert es zu Calciumcarbonat (CaCO₃), das schwer löslich ist und als feiner, weißer Feststoff ausfällt. Dieser Feststoff verursacht die Trübung. Die Reaktionsgleichung lautet: Ca(OH)₂ (aq) + CO₂ (g) → CaCO₃ (s) + H₂O (l) Die Trübung ist also ein Nachweis für Kohlenstoffdioxid.

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Der Schmelzpunkt von Butan liegt bei etwa -138,3 °C.

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Der Schmelzpunkt von Butan liegt bei etwa -138,3 °C.

Kategorie: Chemie Tags: Butan Schmelzpunkt Temperatur

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Der Schmelzpunkt von Ethanol liegt bei etwa -114,1 °C.

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Der Schmelzpunkt von Ethanol liegt bei etwa -114,1 °C.

Kategorie: Chemie Tags: Ethanol Schmelzpunkt Temperatur

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Das Molekül Wasser (H₂O) besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O). Der Aufbau des Wassermoleküls kann wie folgt beschrieben werden: 1. **Atomare Zusammensetzung**... [mehr]

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Das Molekül Wasser (H₂O) besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O). Der Aufbau des Wassermoleküls kann wie folgt beschrieben werden: 1. **Atomare Zusammensetzung**: - Jedes Wasserstoffatom hat ein Elektron. - Das Sauerstoffatom hat sechs Valenzelektronen. 2. **Bindungen**: - Jedes Wasserstoffatom bildet eine kovalente Bindung mit dem Sauerstoffatom, indem es sein einzelnes Elektron mit einem der sechs Elektronen des Sauerstoffs teilt. Dadurch entstehen zwei Einfachbindungen. 3. **Elektronenpaare**: - Der Sauerstoff hat nach der Bindung noch zwei nicht bindende Elektronenpaare (insgesamt sechs Elektronen minus die zwei, die für die Bindungen verwendet werden). Die Valenzstrichformel für Wasser sieht folgendermaßen aus: ``` H:O:H .. ``` Hierbei steht: - „H“ für Wasserstoffatome, - „O“ für das Sauerstoffatom, - die Punkte (.) repräsentieren die nicht bindenden Elektronenpaare des Sauerstoffs. Insgesamt hat das Wassermolekül eine gewinkelte Struktur, da die beiden Wasserstoffatome und die beiden nicht bindenden Elektronenpaare des Sauerstoffs eine tetraedrische Anordnung bilden, was zu einem Winkel von etwa 104,5 Grad zwischen den Wasserstoffatomen führt.