Thermodynamik der Werkstoffe
Im Ellingham-Diagramm werden die Bildungsreaktionen aller Oxide einheitlich mit ΔG° je 1 mol O₂ dargestellt. Was ist der Hauptvorteil dieser Darstellung?
- AΔG° wird für alle Oxide positiv, sodass alle Geraden oberhalb der Temperaturachse liegen und sich gut ablesen lassen
- BDer senkrechte Abstand zweier Geraden ist direkt gleich dem ΔG° der Reaktion, bei der ein Metall das Oxid des anderen reduziert
- CDas ΔS°, das die Steigung bestimmt, wird für alle Oxide gleich, sodass sich die Geraden als Parallelen vergleichen lassen
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: B. Der senkrechte Abstand zweier Geraden ist direkt gleich dem ΔG° der Reaktion, bei der ein Metall das Oxid des anderen reduziert
Bei einheitlichem Bezug auf 1 mol O₂ fällt O₂ heraus, wenn man etwa die Differenz von 4/3 Al + O₂ → 2/3 Al₂O₃ und 2Fe + O₂ → 2FeO bildet, und das ΔG° von 2FeO + 4/3 Al → 2Fe + 2/3 Al₂O₃ lässt sich direkt als senkrechter Abstand der beiden Geraden ablesen. Das Metall der unteren Geraden kann bei dieser Temperatur das Oxid der oberen Geraden reduzieren. Das ΔG° der Oxidbildung ist fast immer negativ, und sein Vorzeichen hängt nicht von der Wahl des Bezugs ab. Die Steigung wird durch das ΔS° der jeweiligen Reaktion bestimmt und wird auch bei Bezug auf 1 mol O₂ nicht gleich. Bei der Oxidation von Metallen wird jeweils 1 mol gasförmiger O₂ verbraucht, weshalb die Steigungen lediglich ähnlich sind.
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