Esterhydrolyse, Polymerisation von Vinylchlorid, Synthese der Halogenwasserstoffe - Berechnung der thermodynamischen Daten

Hausaufgabe

1. Formuliere und erläutere den Reaktionsmechanismus der Esterreaktion.

2. Formuliere und erläutere den Mechanismus der Esterhydrolyse im sauren und im alkalischen Milieu. Beispiel für 1 und 2: Essigsäure mit Methanol

3. Bei der Polymerisation von Vinylchlorid entsteht bei Anwesenheit von Benzoylperoxid ein relativ harter, zäher Kunststoff. Durch Zugabe von Phthalsäureestern kann man ihn weicher und geschmeidiger machen. Der Kunststoff läßt sich erweichen, auch (fast ) unzersetzt schmelzen, und aus der Schmelze lassen sich Fäden ziehen.

a) Formuliere den Mechanismus der abgelaufenen Reaktion.

b) Diskutiere die Frage, warum  sich Vinylchlorid relativ leicht polymerisieren läßt.

c) Erläutere die Struktur des entstandenen Kunststoffes und begründe daraus die beschriebenen physikalischen Eigenschaften.

d) Welche Bedeutung hat die Zugabe von Phthalsäureeestern?

e) Schlage einen Stoff vor, mit dem sich der beschriebene Kunststoff verkleben läßt.

f) Wie kann man die Kettenlänge des entstandenen Makromoleküls steuern?

2. 1g HF (g), 1g HCl (g), und 1 g HBr (g) werden aus den Elementen im Kalorimeter synthetisiert. Dabei werden 100 g Wasser bei

                      a) HF      um 32,02 K

                      b) HCl     um   6,02 K

                      c) HBr     um   2,1   K erwärmt.

a) Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise eines Kalorimeteres.

b) Berechnen Sie DH jeweils für 1 mol Halogenwasserstoff.

d) Berechnen Sie für die drei Reaktion jeweils die Gleichgewichtskonstante.

e) Vergleichen und interpretieren  Sie die gefundenen bzw. berechneten thermodynamischen Daten und Gleichgewichtskonstanten der Reaktion.

f) Zeichne ein Energiediagramm zur Verdeutlichung des thermodynamischen Sachverhaltes.

g) Geben Sie einen Weg an zur Bestimmung der freien Enthalpie dieser Reaktionen.

Welche Probleme können sich dabei ergeben?

3.Berechne die Bindungsenergie der O-H Bindung im Wassermolekül aus folgenden Daten und zeichne ein Energiediagramm:

1. Bildungsenthalpie H2O (g) -241,8      

2. Bildungsenergie H (pro mol isoliertes Atom) 218

3. Bildungsenergie O (pro mol isoliertes Atom) 247