Mischungswärme

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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 \left( h^E > 0 \right), so handelt es sich um einen endothermen Verlauf.
  • Wird die Mischungswärme von den gemischten Stoffen an die Umgebung abgegeben \left( h^E < 0 \right), 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.

Beispiele[Bearbeiten]

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
    • entweder exotherm (20 mol-% Chloroform und 80 mol-% Ethanol: etwa -400 J/mol)
    • oder endotherm (20 mol-% Ethanol und 80 mol-% Chloroform: etwa +700 J/mol)
  • Das Mischen mit Cyclohexan verläuft endotherm (etwa +700 J/mol).

Modellierung[Bearbeiten]

Mischungswärmekurven[1] binärer Mischungen bei einer gegebenen Temperatur können mit den Gleichungen nach Redlich-Kister (RK) [2] und einer Summe symmetrischer Funktionen (SSF) beschrieben werden. Beide Reihenentwicklungen basieren auf folgender einfacher Beziehung, die jedoch nur für wenige Systeme ausreichend genau ist:

\frac{h^E}{x_1 \cdot x_2} = A

mit

Redlich-Kister[Bearbeiten]

\frac{h^E}{x_1 \cdot x_2} = \sum_{i=1}^{n} {A_i \left(2x_1-1 \right)}^{i-1}

mit

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

Summe symmetrischer Funktionen[Bearbeiten]

\frac{h^E}{x_1 \cdot x_2} = \sum_{i=1}^m {\frac{A_i}{\left(\frac{x_1}{a_i}+x_2a_i\right)^2} }

mit

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

Literatur[Bearbeiten]

  1. 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
  2. Redlich O., Kister A.T., "Algebraic Representation of Thermodynamic Properties and the Classification of Solutions", Ind.Eng.Chem., 40(2), 345-348, 1948

Siehe auch[Bearbeiten]