Questions: Gesucht sei die Freie Standardbildungsenthalpie ΔGBildung^0 von festem Phenol (C6H5OH(s)). Setzen Sie voraus, dass Ihnen die Zahlenwerte der Standardverbrennungsenthalpie ΔHVerbrennung^0(C6H5OH(s)), der Standardbildungsenthalpien ΔHBildung^0(CO2(g)) und ΔHBildung^0(H2O(g)), sowie der molaren Standardentropien Sm^0(C6H5OH(s)), Sm^0(C(s)), Sm^0(H2(g)) und Sm^0(O2(g)) aus der Literatur bekannt sind.

Gesucht sei die Freie Standardbildungsenthalpie ΔGBildung^0 von festem Phenol (C6H5OH(s)). Setzen Sie voraus, dass Ihnen die Zahlenwerte der Standardverbrennungsenthalpie ΔHVerbrennung^0(C6H5OH(s)), der Standardbildungsenthalpien ΔHBildung^0(CO2(g)) und ΔHBildung^0(H2O(g)), sowie der molaren Standardentropien Sm^0(C6H5OH(s)), Sm^0(C(s)), Sm^0(H2(g)) und Sm^0(O2(g)) aus der Literatur bekannt sind.

Transcript text: b) Gesucht sei die Freie Standardbildungsenthalpie $\Delta G_{\text {Bildung }}^{0}$ von festem Phenol $\left(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})}\right)$. Setzen Sie voraus, dass Ihnen die Zahlenwerte der Standardverbrennungsenthalpie $\Delta H_{\text {Verbrennung }}^{0}\left(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})}\right)$, der Standardbildungsenthalpien $\Delta H_{\text {Bildung }}^{0}\left(\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})\right)$ und $\Delta H_{\text {Bildung }}^{0}\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})}\right)$, sowie der molaren Standardentropien $S_{m}^{0}\left(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})}\right), S_{m}^{0}\left(\mathrm{C}_{(\mathrm{s})}\right)$, $S_{m}^{0}\left(\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}\right)$ und $S_{m}^{0}\left(\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})}\right)$ aus der Literatur bekannt sind.

Solution

Schritt 1: Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Phenol aufstellen

Die Verbrennung von festem Phenol ($\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})}$) kann durch die folgende Reaktionsgleichung beschrieben werden:

\[ \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})} + \frac{7}{2} \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 6 \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})} + \frac{5}{2} \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} \]

Schritt 2: Berechnung der Standardbildungsenthalpie von Phenol

Die Standardbildungsenthalpie von Phenol kann mit Hilfe der Standardverbrennungsenthalpie und der Standardbildungsenthalpien der Produkte berechnet werden. Die Formel lautet:

\[ \Delta H_{\text{Bildung}}^{0}(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})}) = \Delta H_{\text{Verbrennung}}^{0} - \left(6 \cdot \Delta H_{\text{Bildung}}^{0}(\mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}) + \frac{5}{2} \cdot \Delta H_{\text{Bildung}}^{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})})\right) \]

Schritt 3: Berechnung der Freien Standardbildungsenthalpie

Die Freie Standardbildungsenthalpie $\Delta G_{\text{Bildung}}^{0}$ kann mit der Gibbs-Helmholtz-Gleichung berechnet werden:

\[ \Delta G_{\text{Bildung}}^{0} = \Delta H_{\text{Bildung}}^{0} - T \cdot \Delta S_{\text{Bildung}}^{0} \]

wobei $\Delta S_{\text{Bildung}}^{0}$ die Änderung der Standardentropie ist, die berechnet werden kann als:

\[ \Delta S_{\text{Bildung}}^{0} = \left(6 \cdot S_{m}^{0}(\mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}) + \frac{5}{2} \cdot S_{m}^{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})})\right) - \left(S_{m}^{0}(\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}_{(\mathrm{s})}) + \frac{7}{2} \cdot S_{m}^{0}(\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})})\right) \]

Endgültige Antwort

\[ \boxed{\Delta G_{\text{Bildung}}^{0} = \Delta H_{\text{Bildung}}^{0} - T \cdot \Delta S_{\text{Bildung}}^{0}} \]

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