Mischungswärme

Übertragung von Wärme exotherm an die Umgebung oder endotherm aus der Umgebung

Die Mischungswärme hE (auch als Mischungsenthalpie oder Exzessenthalpie bezeichnet) ist die Wärme, die beim Mischen reiner chemischer Stoffe auftritt:

  • Wird die Mischungswärme von den gemischten Stoffen aus der Umgebung aufgenommen , so handelt es sich um einen endothermen Verlauf.
  • Wird die Mischungswärme von den gemischten Stoffen an die Umgebung abgegeben , so handelt es sich um einen exothermen Verlauf

In diesem Artikel ist mit dem Formelzeichen hE die molare Mischungswärme gemeint, d. h. die Mischungswärme pro Stoffmenge.

BeispieleBearbeiten

Abhängig vom Mischungspartner kann das Mischen von Chloroform exo- oder endotherm verlaufen (alle Beispielangaben für ca. 25 °C.):

  • Das Mischen mit Tetrahydrofuran verläuft stark exotherm (etwa -2800 J/mol).
  • Das Mischen mit Ethanol verläuft je nach gewählter Quell-Stoffmenge[1]
    • entweder exotherm (20 mol-% Chloroform und 80 mol-% Ethanol: etwa -650 J/mol)
    • oder endotherm (20 mol-% Ethanol und 80 mol-% Chloroform: etwa +400 J/mol)
  • Das Mischen mit Cyclohexan verläuft endotherm (etwa +700 J/mol).

ModellierungBearbeiten

Mischungswärmekurven[2] binärer Mischungen bei einer gegebenen Temperatur können mit den Gleichungen nach Redlich-Kister (RK)[3] und einer Summe symmetrischer Funktionen (SSF) beschrieben werden. Beide Reihenentwicklungen basieren auf folgender einfacher Beziehung, die jedoch nur für wenige Systeme ausreichend genau ist:

 

mit

  •  ,  : Molenbrüche der beiden Komponenten
  •  : Konstante.

Redlich-KisterBearbeiten

 

mit

  • Ai: anpassbarer Parameter
  • n = 1..6 (ein bis sechs Parameter).

Summe symmetrischer FunktionenBearbeiten

 

mit

  • Ai, ai: anpassbare Parameter
  • m = 1..3 (zwei, vier oder sechs Parameter).

LiteraturBearbeiten

  1. Excess Enthalpy Data. DDBST GmbH, abgerufen am 16. März 2017 (englisch).
  2. Christensen C., Gmehling J., Rassmussen P., Weidlich U., Holderbaum T., "Heats of Mixing Data Collection", DECHEMA Chemistry Data Series Vol. III., DECHEMA, Frankfurt/M., 1984–1991.
  3. Redlich O., Kister A.T., "Algebraic Representation of Thermodynamic Properties and the Classification of Solutions", Ind.Eng.Chem., 40(2), 345–348, 1948.

Siehe auchBearbeiten