Thermodynamik der Gemische:
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Springer
2004
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 DAS PVT- VERHALTEN REINER STOFFE 3
2.1 DAS SYSTEM 3
2.2 GRAFISCHE DARSTELLUNG DES PVT- VERHALTENS 5
2.3 DAS IDEALE GAS 9
2.4 DIE VIRIALGLEICHUNG 13
2.5 DIE VAN-DER-WAALS-GLEICHUNG 16
2.6 DAS KORRESPONDENZPRINZIP 17
2.7 ZUSAMMENFASSUNG 23
2.8 AUFGABEN 24
3 G R U N D L E G E N DE BEZIEHUNGEN DER G E M I S C H - T H E R M O D Y
N A M IK . 27 3.1 ZUSTANDSAENDERUNGEN IM OFFENEN SYSTEM 27
3.2 U,A,H UND G ALS FUNDAMENTALGLEICHUNGEN 30
3.3 DIFFERENTIELLE BEZIEHUNGEN ZWISCHEN DEN ZUSTANDSGROESSEN 31
3.4 GLEICHGEWICHTE ZWISCHEN KOEXISTIERENDEN PHASEN 34
3.5 PHASENGLEICHGEWICHTE VON REINEN STOFFEN 37
3.6 ALTERNATIVE FORMULIERUNGEN FUER DAS GLEICHGEWICHT 43
3.7 STABILITAET 46
3.8 ZUSAMMENFASSUNG 50
3.9 AUFGABEN 51
4 ZUSTANDSGIEICHUNGEN 53
4.1 DIE FUNDAMENTALGLEICHUNG A (T, V, X I ) 53
4.1.1 REINE IDEALE GASE BEI T UND V 53
4.1.2 REINE IDEALE GASE BEI T UND P 56
4.1.3 DIE MISCHUNG IDEALER GASE 57
4.1.4 DIE REALE MISCHUNG 60
4.1.5 DIE TERME DER FUNDAMENTALGLEICHUNG A(T,V, X I ) 61
4.1.6 DAS CHEMISCHE POTENTIAL 62
IMAGE 2
4.1.7 FUGAZITAET UND FUGAZITAETSKOEFFIZIENT 66
4.1.8 ALGORITHMEN ZUR BESTIMMUNG AUSGEWAEHLTER PHASENGLEICHGEWICHTE 71
4.1.9 DARSTELLUNG DES DAMPF-FLUESSIGKEITS-GLEICHGEWICHTES. . .. 75 4.2
MODELLGLEICHUNGEN FUER GEMISCHE 77
4.2.1 MISCHUNGS- UND KOMBINATIONSREGELN 77
4.2.2 DIE VIRIALGLEICHUNG UND IHRE MODIFIKATIONEN 80
4.2.3 KUBISCHE MODIFIKATIONEN DER VAN-DER-WAALS-GLEICHUNG . 89 4.2.4
NICHT-KUBISCHE MODIFIKATIONEN DER VDW-GLEICHUNG 96 4.3 ZUM LOESEN
NICHT-KUBISCHER ZUSTANDSGIEICHUNGEN 104
4.4 DISKUSSION 109
4.5 ZUSAMMENFASSUNG 110
4.6 AUFGABEN 110
5 G E - M O D E L LE 113
5.1 PARTIELLE MOLARE GROESSEN 114
5.2 DIE SCHRITTE IN ABB. 5.1 118
5.3 PHASENGLEICHGEWICHTE MIT G (T,P, X I ) 122
5.3.1 DAMPF-FLUESSIGKEITS-GLEICHGEWICHTE MIT G E 128
5.3.2 FLUESSIG-FLUESSIG-GLEICHGEWICHTE 133
5.3.3 FEST-FLUESSIG-GLEICHGEWICHTE 137
5.4 MODELLGLEICHUNGEN ZUR BESCHREIBUNG VON G E 141
5.5 ALGORITHMEN ZUR BERECHNUNG VON PHASENGLEICHGEWICHTEN 151 5.6
VERGLEICH ZWISCHEN ZUSTANDSGLEICHUNGEN UND G E -MODELLEN . .. 154 5.7
ZUSAMMENFASSUNG 155
5.8 AUFGABEN 155
6 DIE M E S S U NG T H E R M O D Y N A M I S C H ER G R OE SS EN 159
6.1 DAMPF-FLUESSIGKEITS-GLEICHGEWICHTE 161
6.2 KONSISTENZTEST 167
6.3 FLUESSIG-FLUESSIG-GLEICHGEWICHTE 170
6.4 MISCHUNGSENTHALPIEN 172
6.5 PVT- VERHALTEN 175
6.6 ZUSAMMENFASSUNG 177
6.7 AUFGABEN 177
7 T H E R M O D Y N A M I S C H ES V E R H A L T EN VON GEMISCHEN 179
7.1 DARSTELLUNG DER PHASENGLEICHGEWICHTE VON MEHRKOMPONENTENSYSTEMEN 179
7.1.1 DAMPF-FLUESSIGKEITS-GLEICHGEWICHTE BINAERER SYSTEME . . .. 179 7.1.2
KRITISCHES VLE-VERHALTEN 184
7.1.3 BINAERE AZEOTROPE GEMISCHE 188
7.1.4 FLUESSIG-FLUESSIG-GLEICHGEWICHTE BINAERER SYSTEME 192
7.1.5 HETEROAZEOTROPE GEMISCHE 194
7.1.6 DREIECKS-DIAGRAMME ZUR DARSTELLUNG TERNAERER SYSTEME . 198
IMAGE 3
7.1.7 TERNAERE FLUESSIG-FLUESSIG-GLEICHGEWICHTE 199
7.2 MAKROSKOPISCHE AUSWIRKUNGEN MOLEKULARER WECHSELWIRKUNGEN 200 7.2.1
MOLEKUELGEOMETRIE 202
7.2.2 VAN-DER-WAALS-WECHSELWIRKUNGEN 208
7.2.3 POLARE KOMPONENTEN 210
7.2.4 WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNGEN 214
7.2.5 IONEN 215
7.2.6 REINSTOFFE 216
7.2.7 FLUESSIGE MISCHUNGEN 223
7.3 POLYMERE 227
7.3.1 DIE IDEALE MISCHUNG 228
7.3.2 DIE FLORY-HUGGINS-MISCHUNGSENTROPIE 229
7.3.3 DER OSMOTISCHE DRUCK 233
7.4 ELEKTROLYTE 239
7.4.1 ELEKTRONEUTRALITAET UND IONENGEMITTELTE GROESSEN . . . . . . .. 239
7.4.2 DAS DEBYE-HUECKEL-MODELL 241
7.5 ZUSAMMENFASSUNG 247
7.6 AUFGABEN 248
8 PHASENGRENZEN 251
8.1 GRENZFLAECHENSPANNUNG 251
8.2 BENETZUNG 257
8.3 THERMODYNAMIK DER PHASENGRENZE 259
8.4 ELEKTROSTATISCHE EIGENSCHAFTEN EINER PHASENGRENZE 263
8.5 WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN PHASEN UND PHASENGRENZEN 272
8.6 ADSORPTION AN PHASENGRENZEN 282
8.7 ZUSAMMENFASSUNG 290
8.8 AUFGABEN 292
9 CHEMISCHE REAKTIONEN 295
9.1 DAS CHEMISCHE GLEICHGEWICHT 296
9.2 GIBBS SCHE PHASENREGEL . 299
9.3 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT REALER KOMPONENTEN 300
9.3.1 AUSWERTUNG MIT ZUSTANDSGIEICHUNGEN 301
9.3.2 AUSWERTUNG MIT G E -MODELLEN 303
9.4 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT IDEALER GASE 305
9.5 P- UND T- ABHAENGIGKEIT DES GLEICHGEWICHTS 305
9.6 GESETZ DER KONSTANTEN ENERGIESUMMEN 307
9.7 HETEROGENE REAKTIONEN 308
9.8 SIMULTANE REAKTIONEN 309
9.9 KINETIK CHEMISCHER REAKTIONEN 310
9.10 ZUSAMMENFASSUNG 317
9.11 AUFGABEN 317
IMAGE 4
A K O N Z E N T R A T I O N S M A SSE ZUR BESCHREIBUNG DER GEMISCH-
Z U S A M M E N S E T Z U NG 319
B DIFFERENTIALE: G R U N D L A G EN U ND RECHENREGELN 321
C DER EULER SCHE SATZ UE B ER HOMOGENE F U N K T I O N EN 325
D Z U S A M M E N H A NG ZWISCHEN ZI U ND Z 327
E LOESUNGEN ZU DEN UE B U N G EN 329
F Z U S A M M E N S T E L L U NG DER WICHTIGSTEN FORMELN 351
F.L GRUNDLAGEN 351
F.2 REALANTEILE 353
F.3 PARTIELL MOLARE GROESSEN 354
F.4 MISCHUNGSGROESSEN 355
F.5 EXZESSGROESSEN 355
F.6 ZUSTANDSGIEICHUNGEN 356
F.7 FUGAZITAET 359
F.8 AKTIVITAET 362
F.9 ELEKTROLYTE 366
F. 10 PHASENGLEICHGEWICHTE 367
F. 11 CHEMISCHE REAKTIONEN 371
LITERATURVERZEICHNIS 375
SACHREGISTER 389
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