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Energie chemischer Reaktionen
Reaktionsenthalpie: H
Begriff
Die Energie, die ein System aufgrund einer chemischen Reaktion bei konstantem
Druck als Wärme an die Umgebung abgibt oder von ihr aufnimmt.
Wenn alte Bindungen gespalten werden muss Energie aufgewendet werden (endotherm;
H>0), beim Ausbilden neuer Bindungen wird Energie frei (exotherm;
H<0).
Spezifische Wärmekapazität c
Gibt die Energie an, die benötigt wird, um 1 g des Stoffes um 1 °K zu
erwärmen.
cp(Wasser) [J/gK] = 4.18
Messung der Reaktionsenthalpie
Kann mit Kalorimeter gemessen werden.
DRH [J] = Q = cp(Wasser) *
m(Wasser) * DT
Molare Reaktionsenthalpie
DH wird jeweils auf je 1 mol hinunter- bzw.
hinaufgerechnet. Achtung: häufig in kJ angegeben.
DRHm [J/mol] =
D RH / (Anzahl Mol bei der Messung)
Molare Standard Bildungsenthalpie
Molare Reaktionsenthalpie bei Standardbedingungen (298 °K, 1013 hPa): DFHm
Berechnung von Reaktionsenthalpien
Energieumsatz unabhängig von Weg.
DRHm = DFHm(Produkt) - DFHm(Edukt)
Wird Energie frei und die Temperatur steigt, so hat D
RHm ein negatives Vorzeichen.
Entropie: S
Es gilt neben dem Prinzip des Energieminimums auch das Prinzip der maximalen
Unordnung.
S [J/Kmol] = k * ln(W) (k [J/K] = 1.38E-23)
Molare Standard Entropie
DRSm = Sm(Produkt)
- Sm(Edukt)
Nimmt die Ordnung zu, also die Entropie ab, so hat D
RSm ein negatives Vorzeichen.
Freie Enthalpie: G
Wechselspiel Enthalpie und Entropie - Gibbs-Helmholtz-Gleichung
DG = DH – T * DS
Hat DG ein negatives Vorzeichen, so kann die Reaktion spontan ablaufen und ist
exergonisch. Hat DG ein positives Vorzeichen,
so bezeichnet man die Reaktion als endergonisch.
Idealerweise DH negativ und DS
positiv
Molare freie Standard Reaktionsenthalpie
Freie Enthalpie für 298 °K:
DRGm = DFGm(Produkt) - DFGm(Edukt)

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