Mischungswärme

Die Mischungswärme h^E (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 h^E die molare Mischungswärme gemeint, d. h. die Mischungswärme pro Stoffmenge.

Beispiele

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^[1]
  • entweder exotherm (20 mol-% Chloroform und 80 mol-% Ethanol: etwa -650 J/mol)
  • oder endotherm (20 mol-% Ethanol und 80 mol-% Chloroform: etwa +400 J/mol)
• Das Mischen mit Cyclohexan verläuft endotherm (etwa +700 J/mol).

• Mischungsenthalpien bei T = 25 °C
• 

  Exotherme Mischungswärme Chloroform /
  Tetrahydrofuran

• 

  Exo- und endotherme Mischungswärme Chloroform / Ethanol

• 

  Endotherme Mischungswärme Chloroform / Cyclohexan

Modellierung

Mischungswärmekurven^[2] binärer Mischungen bei einer gegebenen Temperatur können mit den Gleichungen nach Redlich-Kister (RK)^[3] 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

• $ x_{1} $, $ x_{2} $: Molenbrüche der beiden Komponenten
• $ A $: Konstante.

Redlich-Kister

$ {\frac {h^{E}}{x_{1}\cdot x_{2}}}=\sum _{i=1}^{n}{A_{i}\left(2x_{1}-1\right)}^{i-1} $

mit

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

Summe symmetrischer Funktionen

$ {\frac {h^{E}}{x_{1}\cdot x_{2}}}=\sum _{i=1}^{m}{\frac {A_{i}}{\left({\frac {x_{1}}{a_{i}}}+x_{2}a_{i}\right)^{2}}} $

mit

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

Literatur

Siehe auch

• gE-Modelle
• Lösungsenthalpie
• Aktivitätskoeffizient
• Die Dortmunder Datenbank enthält auch Mischungswärmen.