Thermodynamik der Werkstoffe

Welche Aussage über die Gerade der Reaktion 2C(s) + O₂(g) → 2CO(g) im Ellingham-Diagramm trifft zu?

  1. AWie bei C + O₂ → CO₂ ist ΔS° nahezu 0, sodass sie waagerecht verläuft
  2. BWie bei der Oxidation von Metallen ist ΔS° negativ, sodass sie ansteigt und die Reduktionskraft des Kohlenstoffs mit steigender Temperatur schwächer wird
  3. CDa die Gasmenge von 1 mol auf 2 mol zunimmt, ist ΔS° positiv; sie fällt nach rechts ab, und die Reduktionskraft des Kohlenstoffs wird mit steigender Temperatur stärker
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Lösung: C. Da die Gasmenge von 1 mol auf 2 mol zunimmt, ist ΔS° positiv; sie fällt nach rechts ab, und die Reduktionskraft des Kohlenstoffs wird mit steigender Temperatur stärker

Bei 2C + O₂ → 2CO nimmt die Gasmenge von 1 mol O₂ auf 2 mol CO zu, sodass ΔS° positiv ist (etwa +0,18 kJ/(mol·K)) und die ΔG°-Gerade nach rechts abfällt. Mit steigender Temperatur liegt die CO-Gerade daher unter den Geraden vieler Metalloxide, und Kohlenstoff kann diese Oxide reduzieren. Deshalb lässt sich Eisenerz im Hochofen mit Koks reduzieren. Bei C + O₂ → CO₂ ändert sich die Zahl der Gasmoleküle nicht, ΔS° ist nahezu 0, und die Gerade dieser Reaktion verläuft nahezu waagerecht. Ansteigend verläuft die Gerade bei der Oxidation von Metallen, bei der gasförmiger O₂ in einen Festkörper eingebaut wird.

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