OSZ-Banner


Berechnung von Reaktionsenthalpien

Einige Stoffe können auf verschiedenen Reaktionswegen hergestellt werden. Dabei stellte man schon im 19. JH fest, dass die Reaktionsenthalpie nicht vom Reaktionsweg, sondern nur vom Anfangzustand und dem Entzustand abhängt. Dies wird als der Satz von Hess bezeichnet.

Beispiel: Bildung von Kohlenstoffdioxid aus den Elementen
Kohlenstoffdioxid kann durch direkte Verbrennung von Kohlenstoff an Luft hergestellt werden (Weg A). Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass bei der Verbrennung zunächst erst nur Kohlenstoffmonooxid entsteht (Weg B1), dass dann in einem zweiten Reaktionsschritt zu Kohlenstoffdioxid verbrannt wird (Weg B2).

Weg A: C+O2CO2ΔRHm=393kJmol

Weg B1: C+12O2COΔRHm=111kJmol

Weg B2: CO+12O2CO2ΔRHm=282kJmol


Insgesamt ergibt sich folgende Bilanz:

ΔRHA=ΔRHB1+ΔRHB2=111kJmol+(282kJmol)=393kJmol


Beide Reaktionswege führen alo zur selben Reaktionsenthalpie.

molare Standard-Bildungsenthalpie

Damit man Reaktionsenthalpien beliebiger Reaktionen berechnen kann, wurden molare Standard-Bildungsenthalpien ΔfH0m eingeführt. Sie ist die molare Reaktionsenthalpie für die Bildung eines Mols einer Verbindung aus den Elementen unter Standardbedingungen (298K, 1013hPa). Bei Elementen ist die molare Standard-Bildungsenthalpie auf 0 gesetzt worden. Die Werte von vielen Verbindungen wurden gemessen und sind in Nachschlagwerken zu finden, z.B. im Lehrbuch Chemie heute S416. Eine Liste mit mehr Stoffen finden Sie z.B. unter anorganik.chemie.vias.org/standardenthalpien_table.html.
Sind von allen an der Reaktion beteiligten Stoffen die molaren Standard-Bildungsenthalpien bekannt, so kann die Reaktionsenthalpie berechnet werden:

ΔRHm0=ΣΔfHm0(Produkte)ΣΔfHm0(Edukte)


Beispiel: Brennen von Kalk

CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)


Aufstellen der Gleichung:
ΔRHm0=ΔfHm0(CaO)+ΔfHm0(CO2)ΔfHm0(CaCO3)


Einsetzen der bekannten Standard-Bildungsenthalpien (aus einer Tabelle):

ΔRHm0=(635kJ/mol393kJ/mol)(1207kJ/mol)=+179kJ/mol


Das Ergebnis zeigt, dass die Reaktionsenthalpie der Reaktion 179 kJ/mol ist. Die Reaktion verläuft also endotherm.

Berechnung der Bildungsenthalpie mit Hilfe der Reaktionsenegie:
Zur Berechnung der Bildungsenthalpie eines Stoffes kan man eine Reaktion verwenden bei der die Standard-Bildungsenthalpien der anderen Stoffe und die molare Reaktionsenthalpie dieser Reaktion bekannt sind.
Beispiel: Standard-Bildungsenthalpie von Butan:
Bei der Verbrennung von Butan entstehen Wasser und Kohlenstoffdioxid außerdem wird Sauerstoff benötigt. Von allen Stoffen außer Butan sind die Standard-Bildungsenthalpien bekannt (Tabelle) ebenso die molare Reaktionsenthalpie dieser Reaktion.

C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)ΔrHm0=2877kJmol


Nun setzt man alle Enthalpien mit ihren jeweiligen Faktoren in die Summenformel für die Reaktionsenthalpie ein:

ΔrHm0=[4ΔfHm0(CO2)+5ΔfHm0(H2O)][(ΔfHm0(C4H10))+(132ΔfHm0(O2))]


Jetzt wird die Gleichung nach der Standard-Bildungsenthalpie von Butan umgestellt und anschließend werden die jeweiligen Werte eingesetzt:

ΔfHm0(C4H10)=[4ΔfHm0(CO2)+5ΔfHm0(H2O)][(132ΔfHm0(O2))ΔrHm0]

ΔfHm0(C4H10)=[4(393kJmol)+5(286kJmol)][(1320kJmol)(2877kJmol)]

ΔfHm0(C4H10)=1572kJmol1430kJmol+2877kJmol

ΔfHm0(C4H10)=125kJmol

Die Standard-Bildungsenthalpie von Butan beträgt also -125 kJ/mol.

Erstellt von A. N. und Herrn Ecker 12.9.2013

Zurück zur Kursübersicht
Mach Dein Abitur in Berlin bei uns am OSZ Banken, Immobilien und Versicherungen!

(C) 2018, OSZBIV