Peter W. Atkins

Physikalische Chemie


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Argon, Ar 1, 337 3, 20 Kohlendioxid, CO2 3, 592 4, 27 Helium, He 0, 0341 2, 38 Xenon, Xe 4, 137 5, 16

      Illustration 1.8

      Für Benzol sind die Van-der-Waals-Koeffizienten a = 18, 57 atm dm6 mol−2 (1, 882 Pa m6 mol−2) und b = 0, 1193 dm3 mol−1 (1, 193 × 10−4 m3 mol−1); der Normalsiedepunkt liegt bei 353K. Wenn wir Benzoldampf bei T = 400 K und p = 1, 0 atm als ideales Gas auf fassen, finden wir für das molare Volumen Vm = RT/p = 33dm3 mol−1, also ist das Kriterium Vmb erfüllt, das für ein ideales Gas gelten muss. Es folgt, dass image = 0, 017 atm ist, das sind 1, 7% von 1, 0 atm. Daher würden wir erwarten, dass Benzoldampf bei den hier genannten Werten für Temperatur und Druck nur geringfügig vom Verhalten eines idealen Gases abweicht.

      Eine alternative Schreibweise unter Verwendung des molaren Volumens Vm = V/n ist

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      Nun teilenwir durch p und ziehen die Potenzen von Vm aus den Klammern heraus:

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      Die Lösungen einer solchen kubischen Gleichung analytisch zu berechnen ist zwar möglich, aber ziemlich kompliziert. Wenn man die analytischen Ausdrücke nicht unbedingt benötigt, ermittelt man die Lösungen am besten mit einer geeigneten mathematischen Software. Grafische Darstellungen können helfen, die richtige Wurzel zu ermitteln.

      Lösung Entsprechend Tab. 1.6 sind für CO2 a = 3, 592dm6 atm mol−2 und b = 4, 267 × 10−2 dm3 mol−1. Die Koeffizienten der Gleichung für Vm ergeben sich dann wie folgt:

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      Wir setzen x = Vm/(dm3 mol−1) und erhalten die kubische Gleichung

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       Selbsttest 1.4

      Berechnen Sie unter der Annahme eines Van-der- Waals-Verhaltens dasmolare Volumen von Argon bei 100 °C und 100 atm.

      [Antwort: 0, 298dm3 mol−1]

      (b) Zur Gültigkeit der Gleichung

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      *) Reduzierte Größen sind definiert als Xr = X/Xc mit X = p, Vm, T. Zustandsgleichungen werden mitunter auch in Abhängigkeit vom molaren Volumen formuliert, Vm = V/n.

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