Formelsammlung Physikalische Chemie - 4th Ed [4 ed.] 3342002735

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Als Lehrbuch für die Ausbildung an Ingenieur- und Fachschulen der DDR anerkannt. Berlin, 1987 Minister für Hoch- und Fachschulwesen

Regen, Otfried: Formelsammlung Physikalische Chemie / von Otfried Regen u. Georg Brandes. - 4., überarb. Aufl. Leipzig: Dt. Verl. für Grundstoffind., 1988. - 100 S. NE : 2. Verf.:

ISBN 3-342-00273-5

4., überarbeitete Auflage ~ VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1979 Uberarbeitete Auflage (f) VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1988 VLN 152-915/20/88 LSV 1213 Printed in the German Democratic Republic Gesamtherstellung: VEB Druckerei "Thomas Müntzer", 5820 Bad Langensalza Redaktionsschluß: 1.7.1987 Bestell-Nr.: 542 055 1 00400

Vorwort zur 4. Auflage Die Grundlagen der physikalischen Chemie sind in zahlreichen Lehrbüchern dargestellt. Zweck dieser formelsammlung ist es, das Lösen numerischer Probleme der physikalischen Chemie zu unterstützen. Die Autoren haben während ihrer Unterrichtspraxis festgestellt, daß derartige Aufgaben von den Studenten oftmals sehr mühsam bewältigt werden, da ihnen einerseits die Ubung fehlt, andererseits die Gesetzmäßigkeiten und formeln nicht geläufig sind. Das Uben kann den Studenten nicht abgenommen werden. für die Anwendung der richtigen formel ist dieses Buch ein geeignetes Hilfsmittel. Grundlage für Inhalt und Umfang der vorliegenden Sammlung sind die an den Ingenieurschulen des Ministeriums für Chemische Industrie der DDR gültigen Lehrprogramme. Dementsprechend erfolgten bei Vorbereitung der 4. Auflage dieses Buches die inhaltliche Auswahl und Zusammenstellung der formeln und weitgehende Angleichung der Größenkennzeichnung durch formelzeichen und Indices an die gegenwärtig in der fachschulliteratur gebräuchliche Darstellungsweise. Gegenüber vorangegangenen Auflagen wurden Ergänzungen und Korrekturen im formel teil und in den Stoffwertetabellen vorgenommen. Bei Benutzung der formeln sind durchgängig SI-Einheiten anwendbar. Die im Zusammenhang mit der Erklärung verwendeter formelzeichen genannten SI-Einheiten können für die meisten Berechnungen als zweckmäßig empfohlen werden. Hinweise und Vorschläge zur Verbesserung dieses Buches werden gern entgegengenommen.

Die Autoren

J

Inhaltsverzeichnis Seite

Aufbau der Formelsammlung

7

SI-Einheiten Hinweise zur Benutzung

8

2.

Formelzeichen

9

3.

Stöchiometrische Grundbegriffe

16

3.1.

Stoffgrößen Gehaltsgrößen Stoffmengenbilanz

16

3.2. 3.3.

4.

Gasgesetze

20

4.1.

20

4.3.

Ideale Gase und Gasgemische Gesetze idealer Gase Mischungen idealer Gase Thermische Dissoziation idealer Gase Thermische Zustandsgleichung realer Gase Kinetische Theorie der idealen Gase

5.

Feste Stoffe

27

6.

Flüssige Systeme

28

6.1.

28

6.4.

Lösungen Kolligative Eigenschaften ideal verdünnter Lösungen mit Nichtelektrolyten Dampfdruckerniedrigung Kryoskopie, Ebullioskopie Osmotischer Druck Kolligative Eigenschaften ideal verdünnter Elektrolytlösungen Trennung flüssiger Gemische

32

7.

Chemisches Gleichgewicht

33

7.1. 7.2. 7.2.1.

Massenwirkungsgesetz Anwendung des Massenwirkungsgesetzes Thermische Dissoziation

33 33

4.1.1.

4.1.2. 4.1.3.

4.2.

6.2.

6.2.1. 6.2.2. 6.2.3. 6.3.

4

7

18 20

20

21 22 23 24

29 29

30

31 31

33

Seite 34

7.2.2. 7.2.2.1. 7.2.2.2.

Elektrolytische Dissoziation Schwache Elektrolyte Starke Elektrolyte

7.2.3. 7.2.3.17.2.3.2. 7.2.3.3. 7.2.4. 7.3.

Protolysegleichgewichte Autoprotolyse des Wassers Protolyse von Säuren und Basen Protolyse von Salzen Puffersysteme Lösungs- und fällungsgleichgewichte

39 40

8.

Chemische Thermodynamik

41

8.1.

41

8.7.2.

Wärme Energieumsatz bei Kompressions- und Expansion vorgängen Erster Hauptsatz der Thermodynamik Energie bei chemischen Reaktionen Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Anwendung des 2. Hauptsatzes auf geschlossene Systeme Gleichgewichtsbedingungen Phasengleichgewichte Chemische Gleichgewichte

9.

Elek~rochemische

9.1.

Elektrische Leitfähigkeit Uberführung Elektrodenprozesse Galvanische Zellen Strom und Spannung in elektrochemischen Prozessen

54

9.2. 9.3. 9.4. 9.5. 10.

Reaktionskinetik

61

10.1-

10.2.

Reaktionsordnung und Zeitgesetze folgereaktionen und Parallelreaktionen

62

10.3.

Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit

63

11.

Grenzflächengleichgewichte

64

11.1.

Oberflächenspannung

64

11.2.

Adsorption

65

8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 8.7.1.

Vorgänge

35 35 36 36 36

39

42 43 45 46

48

51 51 52 54

55 56 57 58

61

5

Seite 66

11.5.

Chromatographie Allgemeine Chromatographie Gaschromatographie Viskosität Diffusion

12.

Photochemie

71

13.

Literaturverzeichnis

73

14.

Tabellen

74

11.3. 11.3.1. 11.3.2. 11.4.

6

66 66 68 69

Tabellen

14.

Tabelle 1. Allgemeine physikalische Konstanten Größe

Symbol

Zahlenwert

Einheit

AVOGADRO-Konstante BOL TZMANN-Konstante Dielektrizitätskonstante im Vakuum FARAOAY-Konstante

NA k

6,022137 ' 1023 1,380658 • 10- 23

mal-1 J K- 1

• 10- 12 , 104

F m-1

F

8,854 9,648531

R

8,3144

C mol-1 J K-1 mol- 1

e

1,6021773 • 10- 19

C

Co

8 2,99792458' 10

m s -1

E.

Gaskonstante, allg. Ladung eines Elektrons (elektrische Elementarladung) Lichtgeschwindigkeit im Vakuum Molvolumen idealer Gase bei Normbedingungen

0

.10- 3

Fallbeschleunigung PLANCK-Konstante

V m,n g h

6,626076

Ruhemasse - des Elektrons - des Neutrons - des Protoms

me mn m

31 9,109390 • 1027 1,6749286 .1027 1,6726231 , 10-

1) 1 J K-1 mol- 1

P

= =

22,4136 9,80665

• 10- 34

1)

m3 mol- 1 m s -2 J s

kg kg kg

N m K-1 mol- 1 = 1 Pa m3 mol- 1 K-1 kg m2 K-1 mol-1-2 s

Genauigkeit von Zahlenangaben: Eine Zahl,die sich auf Grund von Divisionen oder Multiplikationen ergibt, sollte nicht mit mehr Stellen angegeben werden, als die Grenze der Genauigkeit erlaubt. Die Stellenzahl der berechneten Zahl ~ollte die Stellenzahl der ungenauesten unter den verwendeten Zahlen nicht überschreiten. 74

Tabelle 2. Kritische Zustandsgrößen und VAN-DER-WAALSsche Konstanten einiger gasförmiger Stoffe Tk

-5 10 Pk Pa

a Pa(mJ 1001- 1 )2

106 b m3 mol-1

Aceton Anwnoniak Argon

329,1 405,6 150,8

47,61 112,95

1,413 0,442 0,137

Benzen Bromwasserstoff n-Butan Chlor Chloroform Chlorwasserstoff Diethylether Distickstafftetroxid

561,5 363 425 417 536 324 466,8 431

48,52 85,09 34,95 77,09 55,61 84,1 35,96 100,29

99,4 37,3 32,2 115,4 44,3 133,8 56,1 102,2 40,8 134,4

Essigsäure Ethan Ethanol Ethen Ethin (Acetylen) Ethylchlorid Helium n-Hexan Kohlendioxid Kohlenmonoxid Luft Methan Methanol Methylchlorid Neon n-Pentan Phosphorwasserstoff Propan Propen Sauerstoff

594,6 308 516,1 283 308,7 460,2 5,13 507,8 304,2 133 132,3 190 513 416,1 44,3 470,2 324 369,8 365,3

57,94 49,65 63,92 51,36 62,40 52,68 2,29 29,88 74,05 34,95 37,68 46,29 79,72 66,66 26,24 33,43 64,83 42,55 45,59

154,4

50,35

Stoff

K

48,62

1,828 0,452 1,470 0,657 1,541 0,373 1,765 0,537 1,809 0,545 1,221 0,453 0,443 1,109 0,0034 2,512 0,365 0,147 0,136 0,227 0,967 0,759 0,215 1,930 0,470 0,881 0,851 0,138

44-,3 106,8 63,9 84,1 57,0 51,2 86,4 23,7 175,8 42,7 39,5 36,5 42,6 67,0 64,8 17,1 146,0 51,6

84,4 71,5 31,8 75

fortsetzung Tabelle 2

~

10-5 Pk Pa

Schwefeldioxid Schwefelkohlenstoff

430

78,81 76,99

Schwefelwasserstoff Stickstoff Stickstoffoxid Tetrachlormethan Toluen Wasser Wasserstoff

373,4 126 179 556,1 593,6 647,2 33,3

Stoff

I(

546

a Pa(m3 001- 1)2

90,16 33,94 65,85 45,59 42,14 220,33 12,97

106 b m3 mol- 1

0,695

56,7

1,180 0,450 0,136 0,136 1,982 2,443 0,551 0,0249

76,9 42,9 38,5 27,9 126,8 146,3 30,4 26,6

Tabelle 3. Dampfdruck des Wassers ~

-

PH 2_ 0 __ kPa

oe

- 20 - 15

'oe"

-

_PH 2_0 kPa

'"

-

oe

PH 0 _2_ kPa

0,103+) 0,165+) 0,259+)

20 21

2,330 2,487

65 70

25,003 31,157

22

0,401+) 0,610+)

2,643 2,809 2,983 3,167 4,242 5,624

75 80 85 90 95 100

38,544 47,343 57,809 70,101 84,513 101,325

- 10 5 0 5 10 12

0,872 1,228 1,402

23 24 25 30 35

14 15

1,598 1,705

40 45

7,375 9,583

105 110

120,803 143,268

16 17 18 19

1,817 1,937 2,063 2,196

50 55 60

12,334 15,737 19,916

120 130 140

1-98,530 270,071 361,370

-

+)

76

Dampfdruck des Wassers über Eis

Tabelle 4. Ebullioskopische und kryoskopische Konstanten Lösungsmittel

ES kg K 1001-1

Aceton Ameisensäure Anilin Benzen Ca~her

Chloroform Cyclohexan Cyclohexanol Dioxan Essigsäure Ethanol Harnstoff Methanol Naphthalin Nitrobenzen Phenol Pyridin Schwefelkohlenstoff Schwefelsäure Tetrachlormethan Trichlorethylen Trichloressigsäure Wasser Wasserstoffperoxid

1,48 2,4 3,69 2,64 6,09 3,80 2,75

3,13 3,07 1,04

0,84 5,80 5,27 3,60 2,69 2,29 5,33 4,88 4,43

0,513

-

EG kg K mol-1

2,77 5,87 5,07 40,0 4,90 20,2 38,28 4,7 3,9

21,5

6,98 6,89 7,27 4,97

6,17 29,8

12,1 '1,86 1,97

77

Tabelle 5. Molare Schmelz- und Verdampfungsenthalpien Stoff

~ K

Helium Neon Argon

~'asserstoff1 ) Sauerstoff1) Stickstoff1) Chlor 1)

Ammoniak Kohlenmonoxid Schwefeldioxid Wasser Chlorwasserstoff Schwefelkohlenstoff Benzen Toluen o-Xylen m-Xylen p-Xylen Chloroform Tetrachlormethan Methanol Ethanol Essigsäure Diethylether Ethylacetat 1)

78

2,45 25 84 14 54 63

L\SH m

kJ mol- 1 0,014 0,34 1,17 0,12 0,44 0,72

iK 4,25 27 87 20 90

L\VHm kJ mol- 1 0,084 2,12 6,35 0,93 6,85 5,63 18,44

173

13,36

77 239

195 68 198 273 162 162 279 178 248 225 286 210 250 176 159 290 157 190

5,77 0,84 7,48 5,98 2,05 4,40 9,98 6,63 13,78 11,56 17,03 9,55 2,51 3,30 4,98 11,71

240 82 263 373 188 319 353 384 418 412 411 334 350 338 351 391

30,78 32,80 36,94 36,41 35,99 30,33 30,00 35,24 38,98 24,83

7,45 10,48

308 350

26,68 32,42

bezogen auf molekulare Stoffe

23,31 6,11 25,75 40,67 16,19 26,80

Tabelle 6. Temperaturabhängigkeit der molaren Wärmekapazität Cm,p einiger Gase (p Gas

H

2 H 2 O 2 O 2 N Z N Z C1 2, BrZ' l Z N20 NO N0 2 NH 3 NH 3 HCl HCl HBr H25 50 2 503 H 20 H 20 CO CO CO Z CH4 C2H6 C 2H4 C 2H2 C3H8 C6H6 CH 30H C SOH 2H CH 3CHOH

= 101,325

kPa)

C /(J mol- 1 K-1) m,p 27,21 28,81 27,21 26,21 27,21 26,38 30,98 Z7,34 Z6,0 29,31 28,05 24,79 27,21 28,19 27,54 26,73 32,24 18,84 34,12 30,38 27,21

10- 3 3,77 + 2,76 10-4 3 + 4,19 • 102 + 1,15 . 10+

+ + + + +

+

+ + + +

+ + + + + +

Z6,17 + 32,24 + 14,16 9,19 11,33 24,45

+

+ + +

T

T - 3,22 . 10- 6 TZ

0 ••• 2700 0 ••• 1700 0 ••• 2700 0 ••• 1700

4,19 . 10- 3 T 7,62 · 10- 3 T - 1,44 . 10- 6 T2 10- 3 T 4,19 10- 5 TZ 4,40 10- 2 T - 1,5 2 10- 6 T2 1,OZ 10- T - Z,56 2 10-6 T2 2,97 10- T - 3,6 2 10- T 2,64

0••• Z700 0 ••• 1700 0••• ZOOO 0, •• 1200 0 ••• 1200 0 ••• 1200 0 ••• 500

T + 1,17 . 10- 6 T2 T

· 10- Z T - 7,39 • · 10- 3 T 10-3 T+1,54' 10- 3 T + 0,66 . -2 · 10 T - 5,07 -2 · 10 T - 3,48 · 10- 2 T · 10-3 T · 10- 3 T + 1,18 · 10- 3 T 8,75 · 10-3 T - 1, 9Z -2 . 2,22 '10 T - 3,48 7,55 · 10- Z T - 1,8 ' 0,16 T - 4,61 ' 0,122 T - 3,79 ' 10- 2 T - 2,31 . 2,21

3,75 4,19 1,81 4,0 2,39 2,22 6,7 2,09 9,62 4,19

+ 0,27 T 21,1 + 0,4 T 20,43 + 0,103 T 9,04 + 0,208 T 18,97 + 0,14 T 0,5

Temperaturbereich in °c

10- 6 T2 10- 6 10- 6 10- 6 10- 6

T2 TZ T2 T2

10- 6 T2 10-6 TZ 10- 6 TZ

10- 5 10- 5 10- 5 10- 5 - 9,53 . 10- 5 10-4 - 1,7 - 2,47 . 10- 5 10- 5 - 6,5 - 3,89 . 10- 5

0 ••• 1700

0... Z700 0 ••• 1200 0 ••• 1200 0 ••• 1500 0 ••• 2200 0••• 1200 0 ••• 2000 0 ••• 1Z00 0 ••• Z700 0••• 1700 0 ••• 2200

TZ TZ T2 T2

0••• 1Z00 0 ••• 1200 0 ••• 1200 0 ••• 1200

T2

0 ••• 1200

T2 T2

0 ••• 1200 0 ••• 400

TZ TZ

0 ••• 400 0 ••• 400 79

Tabelle 8. Molare Standardbildungsenthalpien und molare Standardentropien einiger Elemente Stoff

Zustand

.1ßHm, o kJ mol- 1

5m,o J mol-1 K- 1

H 2 H O2 0

9

130,75 114,72

9

F

9

F

9

Cl 2 Cl ßr 2 ßr 2 ßr

9

0 217,29 0 247,44 0 132,93 0

2

1 1

2 2

9 9

9 1

121,00

9

32,03 112,54 0 62,43 107,14

9

s 9

1

9

5 (rhombisch) 5 (monoklin)

s s

5

9

52 N 2 N P (weiß) P 2 P4 As As C (Graphit) C (Diamant) Si Si Li Na 6 Formelsammlung

9

9 9

s 9 9

s 9

s s s

°

°

- 0,31 277,58 122,25 0 356,30 0 86,67 55,27 0 126,86

9

°0,92 ° 355,88

s s

0 0

205,28 161,11 200,92 158,81 223,24 165,25 154,07 245,47 175,05 116,81 260,84 180,87 31,99 32,41 167,89 227,76 191,76 153,32 44,38 217,71 280,52 35,17 174,25 5,69 2,47 18,84 167,89 28,05 51,08

81

Fortsetzung Tabelle 8 Stoff

Zustand

.1BHm,o kJ mol- 1

Au Au Zn

s

Cd

s

Hg Hg Sn (weiß) Sn (grau) Pb Bi

1

9

s

9

s s s s

5 m,o J mol- 1 K-1

° 385,19 °°

47,73 180,45 41,66

° 61,13 0 2,51 0 0

77,46 175,01 51,50 44,80 64,90 56,94

51,50

Tabelle 9. Molare 5tandardbildungsenthalpien und molare Standardentropien von anorganischen Verbindungen Stoff

Zustand

Ll BHm,o kJ mol- 1

°3 H20 H 20 HF

9 1

HCl HBr HI HZ5

9

5°2 5°3 5°3 H2504 NH 3 NZO NO

9 s

6*

9 9

9 9 9

9 1 9 9 9

+ 144,14

- 286,17 - 242,16 - 269,84 91,65 32,82 + 25,50 22,19 - 296,84 - 443,80 - 388,54 -811,19 - 46,05 + 82,27 + 90,43

-

5m,o J mol- 1 K-1 239,07 70,76 188,95 173,84 186,98 198,79 206,83 205,99 248,70 263,77 267,12 ZOO,55 192,17 220,14 210,76 83

Fortsetzung Tabelle 9 Stoff

s.nCl 4 PbO (gelb) Pb02 Pb 304 PbS04 PbC0 3 Bi 3 20 BiCl 3

kJ mol- 1

Sm,o J mol- 1 K- 1

s s s s s

-

533,40 217,96 272,14 721,80 914,82

260,00 70,76 76,62 211,43 147,38

s s s

- 703,38 - 576,94 - 379,32

131,05 134,81 191,76

Zustand

.1BHm, o

Tabelle 10. Molare Standardbildungsenthalpie und molare Standardentropie von organischen Verbindungen Name

Aceton Ameisensäure Anilin Benzen Benzoesäure Butan Chinon Chloroform Cyclohexan Diethylether Dimethylamin Dimethylether Essigsäure Essigsäureethylester Ethan Ethanol Ethen 86

Formel

C3H6O CH 202 C6H7N C6H6 C7H602 C 4H10 C6H402 CHCl 3 C6H12 C4H10O C2H7N C2H6O C 2H402 C 4H802 C 2H6 C O 2H6 C2H4

Zustand

L1 BHm,o kJ mol-1

Sm,o 1 J mol-1 K-

I

g

- 253,3 - 416,7 + 35,2 + 46,6 - 381,0 - 124,6

200,13 138,16 191,76 173,75 170,82 310,66

s g 1

- 185,9 98,1 - 158,1 - 281,8

159,10

-

1

-

46,9

182,54

g

- 183,0 - 486,5

272,14 159,10

- 463,5 84,7

259,58

1 1 1

s

1

1

I

g I

g

-

- 278,5 + 52,3

296,43 205,15 251,21

228,60 159,10 219,68

Tabelle 11. Molare Standardbildungsenthalpien und molare Standardentropien für Ionen (Gültig für ideale wäßrige Lösungen) Kation

L1 BHm,o kJ mol- 1

H+ Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ NH+ 4 Ag+ Mg 2+ Ca2+ Sr 2+ "Ba2+ Zn2+ Cd2+ Hg 2+ fe 2+ Cu2+ Sn2+ Pb2+ A1 3+ fe 3+

88

-

0 278,42 240,32 252,46 256,23 260,42

132,72 105,84 461,39 543,03 545,96 537,59 153,24 72,43 + 168,31 86,67 + 69,50 10,05 - 2,09 - 528,79 35,17

S Anion m,o J mol- 1 K-1

+ + + + + + +

+ -

+ -

-

-

-

-

-

-

+

0 19,68 58,62 101,32 120,16 133,14 110,53 73,44 132,30 47,73 30,56 9,36 108,44 61,96 74,11

- 108,44 - 110,95 20,52 + 16,33 - 318,2 - 255,39

-

OH f-

-

-

Cl BrI

-

ClO

-

ClO; CI04 BrO;

10; NO; NO; HSHSO; S02-

SO~-

4 CN-

HCO; C0 2P0 4

3-

.1H B m,o kJ mol- 1

Sm,o J mol- 1 K-1

-

-

230,23 327,41 165,8 119,74 55,68 - 108,02 79,97 - 164,12

-

-

-

51,08 - 226,92 - 107,18 - 205,99 15,07 - 617,55

-

- 615,04 - 903,51 + 146,12 - 692,08 - 677,42 -1245,99

-

+ + + + + + + + + + + + + + + +

10,43 9,63 56,52 82,48 105,93 41,87 164,96 182,54

161,19 117,23 125,19 146,54 62,38 136,49 12,56 18,42 104,67 92,95 54,43 - 188,41

-

Tabelle 12. Abschätzung des Reaktionsverlaufs aus thermodynamischen Zustandsgrößen Fall

L1H

~s

1

0

L\G

=L\H

- Tz s

0

(endotherm)

0

>0

Rückreaktion ist wahrscheinlicher

89

Tabelle 13. Stärke von Säure-Base-Paaren (bei 20 °C)

sehr atarke Säuren

starke Säuren (schwache Basen)

mittelstarke Säuren (mittelstarke Basen)

schwache Säuren (starke Basen)

sehr schwache Säuren (sehr starke Basen) 90

Säure

Base + H+

HCI04 HI

CIO4 I

-

~

HBr

Br-

~

-

HCI

CI-

~

H2S04

SO 24

~

HN0 3

HJP04

NO 3 CI0 3SO 24 H2P04

Hf

NCI0 3

pK S ~

~

pK8 ~

24

9

~

23

9

~

23

-

6

~

20

-

3

~

17

-

1,32

- 10

°

15,32 ~

14

1,92

12,08

1,96

12,04

F-

3,14

10,86

HCOOH

HCOO-

J,7

10,3

CH 3COOH

CH

HS0

4-

[ AHH 2O)6]'+ H2C03

-

3COO[AHOHHH 20)J 2+

4,75

9,25

4,85

9,15

HC0

6,52

7,48

3-

H2S

HS-

6,92

7,08

HzP°4-

HPO 24

7,12 .

6,88

NH + 4 HCN

NH 3

9,25

4,75

9,40

4,60

CN -

HC0 3-

co

HPO 24 HS-

23

10,4

3,6

PO 34 S2-

12,32 12,9

1,68 1,1

H20

OH-

15,74

NH

NH 2 02-

J OH-

-

-

1,74

A::S

23

~-

9

1fd

24

~-

10

Tabelle 14. Temperaturabhängigkeit für das Ionenprodukt des Wassers

'"

°c

1014 KW mo1 2 1- 2

10 18 20 22 30 50 100

0,36 0,74 0,86 1,00 1,89 5,6 74,0

pKW

14,45 14,13 14,07 14,00 13,73 13,25 12,13

Tabelle 15. Löslichkeitsprodukte (bei 25°C) Reaktionsgleichung AgCl

~

AgBr

:;;:::::::: Ag+ ~Ag+

AgI

Ag+

KL

+ Br

1,8 • 10- 10 10- 13 5,2

12,28

+ I-

4,5 • 10- 17

16,35

+ Cl-

-

+ C0 32BaC0 :;;:::::=: Ba2+ + C0 23 3 Ba504 ~Ba2+ + 5°4 2BaCr0 ~ Ba2+ + Cr0 2-

CaC0

3

~Ca2+

4

AgCN CuCl

4

~Ag+

~Cu+

pK L

+ CN + Cl-

Hg 2C12 ~ Hg 22+ + 2 C1-

7,2 • 10- 9 5,5 • 10- 9 8,7 • 10- 11 1,2 • 10- 10 1,2 • 10- 16 1,9 •

10- 7

1,3 • 10- 18

9,75

8,14 8,26 10,06 9,93 15,92 6,73 17,88

91

Tabelle 16. Ionenleitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung (Werte bei 25°C) A+ oo 0.- 1 cm 2 mol- 1

Anionen

H+ u+

349,8

OH-

197,6

38,7

F

-

55

Na+

50,1

C1-

76,3

K+

73,5

Br-

78,3

Rb+

77,0

I-

76,8

Cs+

77,7

C10 3

65,3

NH + 4

73,5

Br03-

55,7

Ag+

61,9 45

1/2 t4g 2+

53,1

1/2 ci+

59,5

1/2 5r 2+

59,4

1/2 Ba2+

63,6

1/2 Cu 2+

56,6

10 3C10 4 10 4NO 3 HC0 3 1/2 CO 23 1/2 5042-

41

1/2 ße 2+

1/2 ci+

54

1/2 Zn2+

52,8

1/2 Pb2+ 1/2 Fe2+

Kationen

A- oo

n-1

-

cm 2 mol- 1

67,3 54,6 71,4 44,5 69,3 80,0

70

1/2 Cr04 21/ 2 C 2204 1/3 [Fe(CN)6J3-

100,9

53,5

1/4 [Fe(CN)6J4-

110,5

1/2 Co Z+

55

HCOO

1/2 Ni2+

54

CH 3COO-

1/2 t-in 2+

53,5

1/3 Fe 3+

68

1/3 Cr3+

67

1/3 A1 3+

63

1/3 La3+

69,7

92

-

85 74,2

54,5 40,9

-

C 2H5COO C 6H5COOPikrat -

35,8 32,4 30,4

Tabelle 17. Standardelektrodenpotentiale von Kationen RM

OM

E

0

-

RM

DM

V

Li

Li+

K

K+

Rb

Rb+

- 3,045 - 2,925 - 2,925

E

0

-V

Fe

Fe2+

- 0,440

Cd

Cd 2+

- 0,403

Co

Co 2+

- 0,277

Ni

Ni2+

- 0,250 - 0,140

Cs

Cs+

Ba

Ba2+

- 2,906

Sn

Sn2+

Sr

Sr 2+

- 2,888

Pb

Pb2+

- 0,126

Ca

Ca2+

- 2,866

Fe

Fe3+

- 0,024

Na

Na+

- 2,714

Cu

Cu 2+

+ 0,342

La

La3+

- 2,522

Cu

Cu+

+ 0,521

Mg

Mg 2+

- 2,363

Hg

H 2+ g2

+ 0,788

Th

Th4+

- 1,899

Ag

Ag+

+ 0,799

Be

Be2+

- 1,847

Au

Au 3+

+ 1,498

Zn

Zn2+

- 0,763

Au

Au+

+ 1,691

- 2,923

Tabelle 18. Standardelektrodenpotentiale von Anionen RM

DM

E

-

0

RM

DM

V

Te2-

Te(s)

- 0,92

Se2-

Sees)

- 0,78

2 8r -

5 2-

5(5)

- 0,51

2 Br-

4 OH-

02 + 2 H20

+ 0,40

2 Cl-

2C

12 ( 5 )

+ 0,54

2 F

2 C

I

+ 0,62

2(aq)

2 CNS

-

E

0

-V

(CNS)2

+ 0,77

Br2 (l )

+ 1,07

Br2(aq)

+ 1,09

Cl 2(aq)

+ 1,36

F2(g)

+ 2,87

93

Tabelle 19. 5tandardpotentiale für Redoxreaktionen Reaktion RH

E

0

OM

Z NO; Z NH 3 + HZ CrZ+

H3P03 + H20 502-

3 Cu+

+ HZO

-------

----------

------'--

---=--

-----"--

........:----

--~

ClO; + Z OH C1 2 ( g ) + 4 OH -

-----------

~

--=--

10-

+ 4 OH-

Cl-

----==-+ 8 OH- .........--

ClClO-

+ 6 OH + Z OH-

HNO

Z + HZO NO + Z HZO + HZO NO

+ HZO

Z OH + 3 HZO ClO; + HZO HClO Z + H20 + Z HZO

Cr3+ + 4 HZO

BrBr

94

----

........,,--

---------

-------~

---==--

-=:.---

1

Mn 2+

-------

+ H

20

+ 3 HZO

---

V

NO;

+ NO

- 0,58

Z NH+ 4 Cr3+

- 0,55

+ 2 H+ 3 4 502- + 2 H+ 4 Cu Z+

- 0,28

+ 0,17

CI0;

+ 0,36

- 0,41

. H P0

+ HZO

+ 0,14

Z HOCl + Z H20 + 2 H 20 + 4 H CI0; 20 ClO; + 3 HZO

+ 0,63

C10i

+ HZO

+ 0,66

NO;

+ 3 H+

+ 0,94

NO;

+ 4 H+

+ 0,96

HIO

+ H+

+ 0,99

10;

HN0 + H+ 2 HZ0 2

10;

+ 0,40 + 0,45 + 0,56

+ 0,99 + 1,00 + 1,08

------==-.......,.....--

ClO~

+ 6 H+ + Z H+

-----=---=---

ClO;

+ 3 H+

+ 1,Z1

------

MnO Z

+ 4 H+

+ 1,Z4

HCrO; + 7 H+

+ 1,30

---==--

HBrO

+ H+

+ 1,33

----------

BrO;

+ 6 H+

+ 1,42

-------'-~

~

~

+ 1,19

Fortsetzung Tabelle 19 Reaktion RM

OM

PbZ+ + Z HZO C1Cl-

+ 3 H 20 + H20

Mn 2+ + 4 H

20

C1 2(g)+ 2 H20 Mn0 2 + 2 H20 Pb504 + 2 H 20 + 3 H 20 2 H20 2 5024 02 + H20

10;

2 HF

---.. ~

-------==-

PbO Z

+ 4 H+

+ 1,47

ClO;

+ 6 H+

+ 1,47

~

HClO

+ H+

+ 1,49

----=-. -..::::--

MnO;

+ 8 H+

+ 1,52

-------..-.

2 HOCl + 2 H+

+ 1,63

........,--

MnO;

+ 4 H+

+ 1,69

Pb02 + 4 H+ + SO~H5I06 + H+

+ 1,68

H202 + 2 H+ 252°8 + 2 H+ °3 F2 + 2 H+

+ 1:77

-=::-

-------------

........:--------:::-.

~

---=-...........------. ...........-

------

--=--

---=-.-;--

+ 1,70

+ 2,05 + 2,07 +

3,03

Tabelle 20. Potentiale bekannter Bezugselektroden bei 25°C

Hg/H9 2C12(ges)' KCl( ges 5 Hg/H9 2Cl2(ges)' 1 MKCl Hg/H9 2Cl2(ges)' 0,1 MKCl

+ 0,241

Ag/AgC1(ges)' KCl(ges)

+ 0,197

Ag/AgCl(ges), 1 MKCl

+ 0,235

A9/AgCl(ge~)' 0,1 MKCl

+ 0,287

Ag/AgAc ( ges )

+ 0,5978

Hg/H9 2S04, K2S04(ges)

+ 0,617

+ 0,280 + 0,334

95

Tabelle 21. 5tandardelektrodenpotentiale von Elektroden 2. Art E

o

v 2Pb(s) / Pb504(s)' 504

- 0,276

Ag(s)/AgI(s)' 1-

- 0,15225

Ag(s)/AgBr(s)' Br-

- 0,07131

Ag(s)/AgCl(s)' Cl-

+ 0,22234

Hg/H9 2C12(s)' Cl-

+ 0,26796

2Hg/H9 2504(s)' 504

+ 0,6141

Tabelle 22. 5tandardelektrodenpotentiale von RedoxElektroden mit pH-abhängigem Redoxsystem E o

v

°

H2(g/H+

+ 0,401 + 0,587

OH-/0 2 ( g ) Mn0 2(s)/Mn04" OHHydrochinon/Chinon, H+ Mn

2+/

+ Mn0 2 (s ) ' H

Pb504(s)/Pb02(s), 5°4

96

+ 0,6996 + 1,236

2

-,

H+

+ 1,685

Tabelle 23. Oberflächenspannungen von Flüssigkeiten -1

Flüssigkeit

Anilin Benzen Chlorbenzen Cyclohexan Diethylether Essigsäure Ethanol n-Hexan Nitrobenzen Pyridin Quecksilber Schwefelkohlenstoff Tetrachlormethan Wasser

6fmN m 20 0 C

bei 30 0 C

42,9 28,9 33,3 25,0 17,0

41,8 27,5 32,1 23,8 15,9

27,7

26,75

24,8

22,55 18,4 43,55 37,2 475 32,4 26,0 72,75

21,7 17,35 42,4 35,7 472,5 30,85 25,5 71,15

19,9

50 0 C 39,4 25,0 29,8

40,1 467,5 27,8 67,9

Tabelle 24. Grenzflächenspannungen bei 20 0 C Verbindung Quecksilber Wasser Wasser Wasser Wasser

(JGrenz gemessen gegen Wasser Benzen Chloroform Diethylether Tetrachlormethan

-1 a Grenz / mN m 375 34,96

27,7 9,69 45,05

97

Tabelle 25. Graphische Auswertung von Meßwerten nach Regressionsverfahren Geradengleichung y

=a

b

=2::y

x + b

n

_

a 2:x n

Bestimmtheitsmaß

Exponentialgleichung

In y = ax

Bestimmtheitsmaß

98

+

In b