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Transkript Gibbs-Helmholtz-Gleichung

Herzlich willkommen zum Einstiegsvideo zum Thema Gibbs-Helmholtz-Gleichung. Das Ganze ist wie gesagt nur ein Einstiegsvideo, ich möchte hier im Grunde die Gleichung an sich vorstellen und zu guter Letzt wollen wir uns noch mal damit beschäftigen, was exergonische und endergonische Reaktionsverläufe sind. Gut, wir beginnen einfach damit, indem wir uns die bekannten Größen schon mal anschauen. Bekannt in dem Sinne, dass zum Zeitpunkt der Entwicklung der Gleichung eben die Reaktionsenthalpie, die Temperatur und die Entropie bekannt war. Also damit wurde schon irgendwie wild herumgerechnet, und eben die beiden Herren Gibbs und Helmholtz, die haben eine Möglichkeit gefunden, diese Größen noch mal miteinander zu verknüpfen, um letztendlich eine neue Größe zu entwickeln. Und diese Größe, die nennt man ΔGR, das ist im Grunde die freie Reaktionsenthalpie. Also ΔH ist die Reaktionsenthalpie und das hier ist die freie Reaktionsenthalpie. Gut, dann schauen wir uns einfach die Gleichung mal an, wo diese Größen letztendlich miteinander verknüpft sind. Und die Gleichung, die schaut so aus: Diese freie Reaktionsenthalpie ΔGR, die ist gleich der Reaktionsenthalpie ΔHR minus T mal ΔSR. Also Reaktionsenthalpie minus Temperatur mal Reaktionsentropie. Entropie ist ein Maß für die Unordnung, spielt aber jetzt hier nicht die Rolle, es geht um die Gleichung und die schaut so aus. Gut, so was ist nun eigentlich die freie Reaktionsenthalpie, was kann man damit überhaupt anfangen? Welchen Sinn hat also die Einführung dieser neuen Größe überhaupt? Es geht wie gesagt einfach darum, dass man die Aussagen, oder die Größen, die man bisher schon kennt, sozusagen miteinander verknüpft und diese freie Reaktionsenthalpie, die ist nun ein Maß für die größtmögliche Arbeit. Oder auch maximale Nutzarbeit genannt. Maximal bedeutet, das Ganze ist theoretischer Natur, das bedeutet im Grunde, ja in der Realität ist das sozusagen die oberste Grenze. Und es gibt im Grunde einfach nur eine Aussage darüber, welche Arbeit das System verrichten kann, maximal, wohlbemerkt. Das ist im Grunde wiederum ein Maß für die chemische Triebkraft, beispielsweise von irgendwelchen Reaktionen. Also man kann anhand dieser Größe abschätzen, ob eine Reaktion freiwillig oder unfreiwillig abläuft, also ob Arbeit im Verlaufe dieser Reaktion frei wird, genutzt werden kann, oder ob erst mal Arbeit ins System herein gesteckt werden muss, damit die Reaktion abläuft. Wir kennen ja bisher schon Begriffe wie exotherm und endotherm, die beziehen sich im Grunde auf die Reaktionsenthalpie und hier geht es darum, ob im Verlauf der Reaktion Wärme frei wird, oder ob Wärme in das System hinein gesteckt werden muss. Hier geht es wie gesagt um Arbeit, demzufolge heißen die Begriffe auch geringfügig anders. Wir betrachten einfach mal den Fall, dass ΔGR kleiner 0 ist, dann bedeutet das, dass die Reaktion unter Abgabe von Reaktionsarbeit abläuft. Und das bedeutet, dass Arbeit abgegeben werden kann, und dann nennt man diesen Vorgang, oder diese Reaktion dann, die durch diese Größen beschrieben, wird exergon. Also immer wenn die Vorsilbe Ex irgendwo da ist, dann geht irgendetwas weg. Und da sich das Ganze auf die Arbeit bezieht, nennen wir das exergonisch. Also eine exergonische Reaktion, die läuft freiwillig ab. Dann gibt es natürlich noch den Fall, dass ΔGR größer 0 ist. Das ist im Grunde das Gegenteil, hier muss Arbeit in das System hinein gesteckt werden. Das formuliere ich jetzt einfach mal mit Arbeit dazu und ganz analog zu den exotherm-endotherm-Sachen nennt man diesen Vorgang dann endergonisch. Gut, damit diese Reaktion also abläuft oder Reaktionen, bei denen die freie Reaktionsenthalpie größer 0 ist, damit diese Reaktionen ablaufen, muss Arbeit aufgebracht werden. Dann zu guter Letzt noch den Fall, dass die freie Reaktionsenthalpie gleich 0 ist, also ohne das, was hier im Grunde genau dazwischen steckt. Das bedeutet im Grunde einfach nur, dass da das System im Gleichgewicht ist. Das soll es an dieser Stelle auch gewesen sein. Ich verabschiede mich und auf Wiedersehen.

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1 Kommentar
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    Gutes Video! Danke

    Von Marcel S., vor etwa einem Jahr